高中物理全程学习方略配套课件：5.3、5.4量子化现象 物理学――人类文明进步的阶梯.(粤教版必修2).ppt

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1、一、对光电效应的解释1.光子说爱因斯坦认为，光在传播过程中,是不连续的，它由数值分立的能量子组成，这些能量子叫光量子，也称“光子”，光就是以光速c运动着的光子流，每个光子的能量2.用光子说解释光电效应的规律当光子照射到金属表面上时,它的能量可以被金属中的某个电子全部吸收,电子吸收光子的能量后,动能立刻增加,不需要积累能量的过程.这就是光电效应的发生用时极短的原因.只有能量足够大，即频率ν足够大的光子照射在金属上，才能使电子获得足够大的动能，克服金属原子核对它的束缚从金属表面飞离出来成为光电子，这就说明发生光电效应入射光的频率必须足够大，而不是光足够强.电子吸收光子的能量后可能向各个方向运动,

2、有的向金属内部运动,并不出来.向金属表面运动的电子,经过的路程不同,途中损失的能量也不同.惟独金属表面上的电子,只要克服金属原子核的引力做功,就能从金属中逸出,这个功叫逸出功,这些光电子的动能最大，叫最大初动能.金属中的每个电子对光子能量的吸收不是连续累加的，它只能吸收一个光子的能量，因此只有达到一定频率的光子照射才有光电效应产生.【典例1】某单色光照射金属时不会产生光电效应，下列措施中可能使该金属产生光电效应的是()A.延长光照时间B.增大光的强度C.换用波长较短的光照射D.换用频率较低的光照射【解题指导】解答本题应注意以下两点：【标准解答】选C.要产生光电效应，入射光的频率必须大于该金属

3、的极限频率，波长越短的光频率越高，当高于极限频率时就能产生光电效应，故C正确.【变式训练】当用频率ν=5.44×1014Hz的绿光照射钾板时，恰能向外发射光电子，下列说法正确的是()A.利用频率较绿光低的红光照射钾板时，也会产生光电子B.利用频率较绿光低的黄光照射钾板时一定会产生光电子C.利用频率较绿光高的蓝光照射钾板时一定会产生光电子D.需利用频率较绿光高的蓝光照射钾板才能产生光电子【解析】选C.由光电效应产生的机理可知，只有当入射光子的能量大于某一数值时，光子才有可能被电子吸收获得能量从而摆脱束缚成为光电子，由于绿光恰能使钾发生光电效应，比绿光频率小的红光、黄光的光子能量不足以被电子吸收

4、而使其成为光电子，A、B错误；蓝光光子能量大于绿光光子能量，能产生光电效应，而与入射光的强弱无关，C正确，D错误.二、对光的波粒二象性的理解1.光电效应说明光具有粒子性，光的干涉、衍射等实验事实，显示光具有波动性，大量实验事实表明，光既具有波动性又具有粒子性.2.光具有波粒二象性，但在不同情况下表现不同.在宏观上，大量光子传播往往表现为波动性；在微观上，个别光子在与其他物质产生作用时，往往表现为粒子性.3.光的粒子性不同于宏观观念中的粒子，粒子性的含义是“不连续”的，“一份一份”的.光的波动性也不同于宏观观念中的波，波动规律决定光子在某点出现的概率，是一种概率波.(1)光的粒子性不同于牛顿的

5、“微粒说”.(2)光的波动性不是光子之间相互作用的结果，而是光子本身的一种属性.【典例2】对光的认识，以下说法错误的是()A.个别光子的行为表现为粒子性，大量光子的行为表现出波动性B.光的波动性是光子本身的一种属性，不是光子之间的相互作用引起的C.光表现出波动性时，就不具有粒子性了，光表现出粒子性时，就不具有波动性了D.光的波粒二象性应理解为：在某种场合下光的波动性表现明显，在另外某种场合下，光的粒子性表现明显【解题指导】解答该题应把握以下两点：【标准解答】选C.个别光子的行为表现出粒子性，大量光子的行为表现出波动性；光与物质相互作用时表现出粒子性，光的传播规律表现出波动性，光的波动性和粒子

6、性都是光的本质属性，光的波动性表现明显时仍具有粒子属性，因为波动性表现为粒子分布概率；光的粒子性表现明显时仍具有波动性，因为大量粒子的个别行为呈现出波动规律，故A、B、D正确,C错误,应选C项.【规律方法】光的波动性与粒子性的判断方法(1)大量光子易表现出波动性，个别光子易表现出粒子性.(2)光的频率越低时易表现为波动性，光的频率越高时易表现为粒子性.【变式训练】下列关于光的波粒二象性的说法中，正确的是()A.有的光是波，有的光是粒子B.光子与电子是同样的一种粒子C.光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著D.大量光子的行为往往显示出粒子性【解析】选C.光具有波粒二象性，即具有

7、波动性和粒子性，A错误；光子不是实物粒子，电子为实物粒子，故B错误；光的波长越长，其波动性越明显；波长越短，其粒子性越明显，C正确；大量光子的行为显示波动性，D错误.【变式备选】下列关于光的波粒二象性说法正确的是()A.光有时是波，有时是粒子B.光表现为波动性时，与水面波是同种类的波C.光不可能同时具有波动性和粒子性D.光的直线传播只是宏观近似规律【解析】选D.光同时具有波动性和粒子性，只是条件不同，两者的明