高考物理一轮复习第12章第2讲波粒二象性学案

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1、第2讲　波粒二象性知识排查光电效应1.光电效应现象：在光的照射下金属中的电子从金属表面逸出的现象，称为光电效应，发射出来的电子称为光电子。2.光电效应的四个规律(1)每种金属都有一个极限频率。(2)光子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光的频率增大而增大。(3)光照射到金属表面时，光电子的发射几乎是瞬时的。(4)光电流的强度与入射光的强度成正比。3.遏止电压与截止频率(1)遏止电压：使光电流减小到零的反向电压Uc。(2)截止频率：能使某种金属发生光电效应的最小频率叫做该种金属的截止频率(又叫极限频率)。不同的金属对应着不同的极限频率。爱因斯

2、坦光电效应方程1.光子说在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光的能量子，简称光子，光子的能量ε＝hν。其中h＝6.63×10－34J·s。(称为普朗克常量)2.逸出功W0使电子脱离某种金属所做功的最小值。3.最大初动能发生光电效应时，金属表面上的电子吸收光子后克服原子核的引力逸出时所具有的动能的最大值。4.爱因斯坦光电效应方程(1)表达式：Ek＝hν－W0。(2)物理意义：金属表面的电子吸收一个光子获得的能量是hν，这些能量的一部分用来克服金属的逸出功W0，剩下的表现为逸出后光电子的最大初动能Ek＝mev2。光的波粒二象性与物

3、质波1.光的波粒二象性(1)光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有波动性。(2)光电效应说明光具有粒子性。11(3)光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的波粒二象性。2.物质波(1)概率波光的干涉现象是大量光子的运动遵守波动规律的表现，亮条纹是光子到达概率大的地方，暗条纹是光子到达概率小的地方，因此光波又叫概率波。(2)物质波任何一个运动着的物体，小到微观粒子大到宏观物体都有一种波与它对应，其波长λ＝，p为运动物体的动量，h为普朗克常量。3.不确定性关系在经典物理学中，一个质点的位置和动量是可以同时测定的，在微观物理学中，要同时测出微观粒子的位置和动

4、量是不太可能的，这种关系叫不确定性关系。小题速练1.思考判断(1)光电子就是光子(　　)(2)只要光强度足够强，任何金属都能发生光电效应(　　)(3)极限频率越大的金属材料逸出功越大(　　)(4)爱因斯坦认为光是一份一份的，每一份叫光量子(　　)(5)宏观物体不具有波动性(　　)(6)光子和光电子都是实物粒子(　　)(7)要使某金属发生光电效应，入射光子的能量必须大于金属的逸出功(　　)(8)光电子的最大初动能与入射光子的频率成正比(　　)(9)光的频率越高，光的粒子性越明显，但仍具有波动性(　　)(10)德国物理学家普朗克提出了量子假说，成功地

5、解释了光电效应规律(　　)(11)美国物理学家康普顿发现了康普顿效应，证实了光的粒子性(　　)(12)法国物理学家德布罗意大胆预言了实物粒子在一定条件下会表现为波动性(　　)答案　(1)×　(2)×　(3)√　(4)√　(5)×　(6)×　(7)√　(8)×　(9)√　(10)×　(11)√　(12)√2.[人教版选修3－5·P30·演示实验改编](多选)如图1所示，用导线把验电器与锌板相连接，当用紫外线照射锌板时，发生的现象是(　　)图111A.有光子从锌板逸出B.有电子从锌板逸出C.验电器指针张开一个角度D.锌板带负电解析　用紫外线照射锌板是

6、能够发生光电效应的，锌板上的电子吸收紫外线的能量从锌板表面逸出，称之为光电子，故选项A错误，B正确；锌板与验电器相连，带有相同电性的电荷，锌板失去电子应该带正电，且失去电子越多，带正电的电荷量越多，验电器指针张角越大，故选项C正确，D错误。答案　BC3.下列说法正确的是(　　)A.实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性B.康普顿效应说明光子既有能量又有动量C.光是高速运动的微观粒子，单个光子不具有波粒二象性D.宏观物体的物质波波长非常小，极易观察到它的波动解析　由德布罗意理论知，宏观物体的德布罗意波的波长太小，实际很难观察到波动性，但仍

7、具有波粒二象性，选项A、D错误；康普顿效应说明光子除了具有能量之外还有动量，选项B正确；波粒二象性是光子的特性，单个光子也具有波粒二象性，选项C错误。答案　B　光电效应规律的理解与应用1.对光电效应的四点提醒(1)能否发生光电效应，不取决于光的强度而取决于光的频率。(2)光电效应中的“光”不是特指可见光，也包括不可见光。(3)逸出功的大小由金属本身决定，与入射光无关。(4)光电子不是光子，而是电子。2.两条对应关系(1)光强大→光子数目多→发射光电子多→光电流大。(2)光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大。3.定量分析时应抓住三个关系式(

8、1)爱因斯坦光电效应方程：Ek＝hν－W0。(2)最大初动能与遏止电压的关系：Ek＝eUc。(3)逸出功与极限频率的关系：W0＝hν0。