波粒二象性练习知识点和练习

一、光电效应现象1、光电效应：光电效应：物体在光〔包括不行见光〕的照耀下放射电子的现象称为光电效应。2、光电效应的争论结论：①任何一种金属，都有一个极限频率，．，才能产生光电效应；低于这个频率的光不能产生光电效应。②．，只随着入射光频率的而。留意：从金属出来的电子速度会有差异，这里说的是从金属外表直出来的光电子。③入射光照到金属上时，．，一般不超过10-9s；④当入射光的频率大于极限频率时，光电流的强度与入射光的强度成正比。3子，阴极发出的电子被阳极收集，在回路中形成电流，称为光电流。留意：①光电管两极加上正向电压，可以增加光电流。②光电流的大小跟入射光的强度和正向电压有关，与入射光的频率无关。入射光的强度越大，光电流越大。③遏止电压U。回路中的0U

1满足：mv2 eU

，光电流将会减小到零，所以遏止电压与入射光的频率有关。4、波动理论无法解释的现象：

0 2 max 0电效应，实际上假设光的频率小于金属的极限频率，无论光强多大，都不能产生光电效应。实际上光电子的最大初始动能与光强无关，与频率有关。实际上无论光入射的强度怎样微弱，几乎在开头照耀的一瞬间就产生了光电子.二、光子说1、普朗克常量续的，只能是hvhv称为一个能量量子。即能量是一份一份的。其中vh是一个常量，称为普朗克常量。2、光子说在空间中传播的光的能量不是连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子，光子的能量ε跟光的频率ν成正比。hvh是普朗克常量，v。三、光电效应方程1、逸出功W:电子脱离金属离子束缚，逸出金属外表抑制离子引力做的功。02、光电效应方程：假设入射光子的能量hv大于逸出功W，那么有些光电子在脱离金属外表0hv等于出射光子的最大初动能与逸出功之和，即1hv mv2

1其中 mv2

是指出射光子的最大初动能。2 max 0 2 max3①极限频率：金属内部的电子一般一次只能吸取一个光子的能量，只有入射光子的能量hv大W于或者等于逸出功W0

即：v 0时，电子才有可能逸出，这就是光电效应存在极限频率的缘由。h第1页②遏制电压：由hv

1mv2

1W和mv2

eU

hveU

W，所以遏制电压只与入射2 max 0 2 max 0 0 0四、康普顿效应〔说明光子具有动量〕1、康普顿效应：用X射线照耀物体时，一局部散射出来的X射线的波长会变长，这个现象叫康普顿效应。康普顿效应是验证光的波粒二象性的重要试验之一。2、康普顿效应的意义：证明白爱因斯坦光子假说的正确性，提示了光子不仅具有能量，还具有动量。光子的动量为ph3、现象解释：碰撞前后光子与电子总能量守恒，总动量也守恒。碰撞前，电子可近似视为静XXλ变长。．少量的光子表现出粒子性，大量光子运动表现为波动性；光在传播时显示波动性，与物质发生作用时，往往显示粒子性；频率小波长大的波动性显著，频率大波长小的粒子性显著。2、光子的能量E=hν，光子的动量p=h/λ表示式也可以看出，光的波动性和粒子性并不冲突：表示粒子性的粒子能量和动量的计算式中都含有表示波的特征的物理量——频率ν和波长λ。由c=λν还可以得出：E=pc。3德布罗意波)：1924年德布罗意〔法〕提出，实物粒子和光子一样具有波动性，任何一个着的物体都有一种与之对应的波，波长λ=h/p，这种波叫物质波，也叫德布罗意波。的概率低。干预条纹是光子落在感光片上各点的概率分布的反映。留意：亮纹是光子落的概率大，暗纹是概率小，不是光子照不到。疏一些。争论微观粒子的运动，轨道的概念毫无意义。h6微观粒子的坐标和动量不能同时完全准确地确定。假设用x表示微观粒子位h置的不确定性，用p表示微观粒子在x方向上动量的不确定性，则有xp 。缘由是由于4微观粒子具有波动性。(1)由不确定性关系可知，坐标和动量，其中一个测量得越准确，另外一个的不确定性就越大。不能通过确定的轨道来描述，只能通过概率波做统计性的描述。不确定性关系对宏观物体没有意义。㈠①频率高波长短，粒子性明显 ②频率低波长长，波动性明显㈡①传播时，波动性明显 ②光的产生，与其他物质作用，粒子性明显㈢①个别时，粒子性明显 ②大量时，波动性明显例题讲解例1：用如以以下图的装置争论光电效应现象,当用光子能量为2.5eV的光照耀到光电管上时，电流表G的读数为0.2mA。移动变阻器的触点c，当电压表的示数0.7V第2页A．光电管阴极的逸出功为1.8eV；C．0.7eV；G2：关于不确定关系，以下说法中正确的选项是：C．由于不确定关系，所以测量粒子的位置已经没有意义了；例3：钠发生光电效应的极限波长为λ极的光电管．求：W0

0为使光电管中的光电流为零，在光电管上所加反向电压至少多大？针对练习以下关于光的波粒二象性的说法中，正确的选项是( 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D．大量光子产生的效果往往显示粒子性在做双缝干预试验时，在观看屏的某处是亮纹，则对光子到达观看屏的位置，以下说法正确的选项是( )C．该光子可能到达观看屏的任意位置D．以上说法均不正确对光的生疏，以下说法正确的选项是( )A．个别光子的行为表现为粒子性，大量光子的行为表现为波动性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，就不具有波动性了粒子性表现明显．电路中全部元件完好，光照耀到光电管上，灵敏电流计中没有电流通过，其缘由可能是( )入射光太弱 B．入射光波长太长C．光照时间太短 D．电源正负极接反频率为ν 的光照耀某种金属材料，产生光电子的最大初动能为E，假设以频率为2ν 的光照耀k同一金属材料，则光电子的最大初动能是( )2Ek

kk kU)，该粒子的德布罗意波长为( )第3页h2mqUh2mqU

hmqUh2C.mqU2

2hmqU2mqU D.hmqUABII,A B且I<I,则以下关系正确的选项是( )A B照耀光的波长λ >λ B.照耀光的光子能量E<EA B A BC.N<N

D.照耀光的频率γ <γA B A Bc频率为ν 的光子，具有的能量为hν、动量为hν.将这个光子打在处于静止状态的电子上，c光子将偏离原运动方向，这种现象称光子的散射．以下关于光子散射说法中正确的选项是( A．光子转变原来的运动方向，且传播速度变小B．光子由于在与电子碰撞中获得能量，因而频率增大C．由于受到电子碰撞，散射后的光子波长小于入射光子的波长D．由于受到电子碰撞，散射后的光子频率小于入射光子的频率时功率很大,设P表示激光功率,λ表示激光波长,则激光器每秒射出的光子数( )P hP Pchc

C

h

Pλhc三种不同的金属abc外表,均恰可使金属逸出光电子,假设入射光的波长λ >λ >λ ,则( )A B CAbc,金属b、cA、Bc,金属cCab,金属a、bBCa,均可使金属aλ( )

的光照到阴极K时，电路中有光电流，则0

(λ 1 1(λ 2 2

)的光照耀阴极K时，电路确定没有光电流0)的光照耀阴极K时，电路中光电流确定增大0假设将变阻器滑动头P从图示位置向右滑一些，仍用波长λ定增大

的光照耀，则电路中光电流一0假设将变阻器滑动头P从图示位置向左滑过中心O光电流人类对光的本性生疏的过程中先后进展了一系列试验，如以以下图的四个示意图所示表示的试验能说明光具有波动性的是( )第4页用波长为1

EK1

；用波长为的单1EK2

EK1

E ，则K2 1

〔填或〕2MeV，20%，则反冲电子的动能为MeV。二氧化碳能猛烈吸取红外长波辐射，这种长波辐射的波长范围是1.4×10－3～1.6×10－3m，相应的频率范围是 ，相应的光子能量的范围是 ，“温室效应”使空气全年的平均温度上升空气温度上升，从微观上看就是空气中分子的 (普朗克恒量＝6.6×10－34J·s，＝3.0×108m/s，结果取两位有效数字)4.2eV200nm光电子的最大初动能是 (2)遏止电压是 ；(3)铝的极限频率是 ．如以以下图，一静电计与锌板相连，在A处用一紫光灯照耀锌板，关灯后，指针保持确定偏角．现用一带负电的金属小球与锌板接触则静电计指针偏角将 “增大”“减小”或“不变”)使静电计指针回到零再用一样强度的钠灯发出的黄光照耀锌板静电计指针无偏转那么假设改用强度更大的红外线照耀锌板可观看到静电计指针 ”或“无”)偏转．如以以下图为证明电子波存在的试验装置，从F上漂出的热电子可认为初速度为零，所加加速＝14V＝0.91×10－30kg.KK后入射到薄的金膜上，1 2发生衍射，结果在照相底片上形成同心圆明暗条纹．试计算电子的德布罗意波长．第5页λ＝0.71。Brr＝1.88×10－4m·T，试求：(2)金属的逸出功；(3)该电子的物质波的波长是多少？240g1.013m/s〔1〕〔2〕0.10m，利用关系xp，求其速率的不确定量。2科学家设想将来的宇航事业中利用太阳帆来加速