第二讲波粒二象性

第二讲波粒二象性第一页，共五十三页，2022年，8月28日第十三章第二讲波粒二象性高考成功方案第1步高考成功方案第2步高考成功方案第3步每课一得每课一测第二页，共五十三页，2022年，8月28日第三页，共五十三页，2022年，8月28日回扣一光电效应1．关于光电效应的规律，下列说法中正确的是 (

)A．只有入射光的波长大于该金属的极限波长，光电效应

才能产生B．光电子的最大初动能跟入射光强度成正比C．发生光电效应的反应时间一般都大于10－7sD．发生光电效应时，单位时间内从金属内逸出的光电子

数目与入射光强度成正比第四页，共五十三页，2022年，8月28日答案：D第五页，共五十三页，2022年，8月28日2．已知锌的逸出功为3.34eV，用某单色紫外线照射锌板时，逸出光电子的最大速度为106m/s，求该紫外线的波长λ(电子质量me＝9.11×10－31kg，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s,1eV＝1.60×10－19J)。第六页，共五十三页，2022年，8月28日答案：2.01×10－7m第七页，共五十三页，2022年，8月28日回扣二光的波粒二象性和粒子的波动性3．有关光的本性，下列说法正确的是 (

)A．光既具有波动性，又具有粒子性，这是互相矛盾和

对立的B．光的波动性类似于机械波，光的粒子性类似于质点C．大量光子才具有波动性，个别光子只具有粒子性D．由于光既有波动性，又有粒子性，无法只用其中一

种去说明光的一切行为，只能认为光具有波粒二象

性第八页，共五十三页，2022年，8月28日解析：光既具有波动性，又具有粒子性，但不同于宏观的机械波和机械粒子，波动性和粒子性是光在不同的情况下的不同表现，是同一客体的两个不同的侧面、不同属性，只能认为光具有波粒二象性，选项D正确。答案：D第九页，共五十三页，2022年，8月28日4．如果一个中子和一个质量为10g的子弹都以103m/s的速度运动，则它们的德布罗意波的波长分别是多大？(中子的质量为1.67×10－27kg)第十页，共五十三页，2022年，8月28日第十一页，共五十三页，2022年，8月28日答案：4.0×10－10m

6.63×10－35m第十二页，共五十三页，2022年，8月28日第十三页，共五十三页，2022年，8月28日[知识必会]1．光电效应的实质光子照射到金属表面，某个电子吸收光子的能量后动能变大，当电子的动能增大到足以克服原子核的引力时，便飞出金属表面成为光电子。第十四页，共五十三页，2022年，8月28日2．对光电效应规律的解释第十五页，共五十三页，2022年，8月28日对应规律对规律的产生的解释光电子的最大初动能随着入射光频率的增大而增大，与入射光强度无关电子吸收光子能量后，一部分克服阻碍作用做功，剩余部分转化为光电子的初动能，只有直接从金属表面飞出的光电子才具有最大初动能，对于确定的金属，W0是一定的，故光电子的最大初动能只随入射光的频率增大而增大第十六页，共五十三页，2022年，8月28日对应规律对规律的产生的解释效应具有瞬时性光照射金属时，电子吸收一个光子的能量后，动能立即增大，不需要能量积累的过程光较强时饱和电流大当发生光电效应时，增大入射光强度，包含的光子数增多，照射金属时产生的光电子增多，因而饱和电流变大第十七页，共五十三页，2022年，8月28日3．爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0hν：电子的能量W0：逸出功，即从金属表面直接飞出的光电子克服正电荷引力所做的功。Ek：光电子的最大初动能。第十八页，共五十三页，2022年，8月28日4.由Ek—ν图像可以得到的信息(1)极限频率：图线与ν轴交点的横坐标νc(2)逸出功：图线与Ek轴交点的纵坐标的值W0＝E。

图13－2－1(3)普朗克常量：图线的斜率k＝h。第十九页，共五十三页，2022年，8月28日[名师点睛](1)光电效应方程研究的对象是从金属表面逸出的光电子，

其列式的依据是能的转化和守恒定律。(2)在发生光电效应的过程中，并非所有光电子都具有最

大初动能，只有从金属表面直接发出的光电子初动能

才最大。第二十页，共五十三页，2022年，8月28日[典例必研][例1]

现有a、b、c三种单色光，其波长关系为λa＞λb＞λc。用b光照射某种金属时，恰好能发生光电效应。若分别用a光和c光照射该金属，则 (

)A．a光照射时，不能发生光电效应B．c光照射时，不能发生光电效应C．a光照射时，释放出的光电子的最大初动能最大D．c光照射时，释放出的光电子的最大初动能最小第二十一页，共五十三页，2022年，8月28日[审题指导]

b光照射金属恰好发生光电效应，说明b光的频率等于金属的极限频率。第二十二页，共五十三页，2022年，8月28日[答案]

A第二十三页，共五十三页，2022年，8月28日[冲关必试]1．(2011·上海高考)用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，可能使该金属产生光电效应的措施是 (

)A．改用频率更小的紫外线照射B．改用X射线照射C．改用强度更大的原紫外线照射D．延长原紫外线的照射时间第二十四页，共五十三页，2022年，8月28日解析：发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，与入射光的强度和照射时间无关，故选项A、C、D错误；X射线的频率大于紫外线的频率，可能使该金属发生光电效应，故选项B正确。答案：B第二十五页，共五十三页，2022年，8月28日2．如图13－2－2所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，由图可知 (

)

图13－2－2第二十六页，共五十三页，2022年，8月28日A．该金属的极限频率为4.27×1014HzB．该金属的极限频率为5.5×1014HzC．该图线的斜率表示普朗克常量D．该金属的逸出功为0.5eV第二十七页，共五十三页，2022年，8月28日答案：AC第二十八页，共五十三页，2022年，8月28日[知识必会]1．常见电路图13－2－3第二十九页，共五十三页，2022年，8月28日2．光电流与饱和光电流(1)入射光强度：指单位时间内入射到金属表面单位面积

上的能量，入射光频率一定时，光强越大，光子数越多。(2)光电流：指光电子在电路中形成的电流。光电流有最大

值，未达到最大值以前，其大小和光强、电压都有关，

达到最大值以后，光电流和光强成正比。第三十页，共五十三页，2022年，8月28日(3)饱和光电流：指在一定频率与强度的光的照射下产

生的最大光电流，饱和光电流不随电路中电压的增

大而增大。第三十一页，共五十三页，2022年，8月28日3．两条分析线索(1)通过频率分析：光子频率高→光子能量大→产生的光电

子的最大初动能大。(2)通过光的强度分析：入射光强度大→光子数目多→产生

的光电子多→光电流大。第三十二页，共五十三页，2022年，8月28日第三十三页，共五十三页，2022年，8月28日[名师点睛]

研究光电管问题时，首先要分清光电管上所加电压是正向电压还是反向电压，在能发出光电效应的前提下，当加反向电压时，随着反向电压的增大，光电流逐渐减小，当光电流恰好为零时的电压，称为遏止电压。第三十四页，共五十三页，2022年，8月28日[典例必研][例2]

(2012·揭阳模拟)如图13－2－4甲所示，合上开关，用光子能量为2.5eV的一束光照射阴极K，发现电流表读数不为零．调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于0.60V时，电流表读数仍不为零，当电压表读数大于或等于0.60V时，电流表读数为零。把电路改为图乙，当电压表读数为2V时，电子到达阳极时的最大动能为(

)第三十五页，共五十三页，2022年，8月28日图13－2－4A．0.6eV

B．1.9eVC．2.6eV D．4.5eV第三十六页，共五十三页，2022年，8月28日[思路点拨]题中甲图是给光电管加的反向电压，且由题意知遏止电压为0.60V，乙图是给光电管加的正向电压。第三十七页，共五十三页，2022年，8月28日第三十八页，共五十三页，2022年，8月28日[答案]

C第三十九页，共五十三页，2022年，8月28日[冲关必试]3．在光电效应实验中，小明同学用同一实验装置(如图13－2－5甲所示)在甲、乙、丙三种光的照射下得到了三条电流表与电压表读数之间的关系曲线，如图乙所示。则正确的是 (

)第四十页，共五十三页，2022年，8月28日图13－2－5第四十一页，共五十三页，2022年，8月28日A．乙光的频率小于甲光的频率B．甲光的波长大于丙光的波长C．丙光的光子能量小于甲光的光子能量D．乙光对应的光电子最大初动能小于丙光的光电子

最大初动能第四十二页，共五十三页，2022年，8月28日答案：B第四十三页，共五十三页，2022年，8月28日4．如图13－2－6所示，一光电管的阴极用极限波长λ0＝5000×10－10m的钠制成。用波长λ＝3000×10－10m的紫外线照射阴极，光电管阳极A和阴极K之间的电势差U＝2.1V，饱和光电流的值(当阴极K发射的电子全部到达阳极A时，电路中的电流达到最大值，称为饱和光电流)I＝0.56μA。第四十四页，共五十三页，2022年，8月28日图13－2－6第四十五页，共五十三页，2022年，8月28日(1)求每秒钟内由K极发射的光电子数目；(2)求电子到达A极时的最大动能；(3)如果电势差U不变，而照射光的强度增到原值的三倍，此时电子到达A极时最大动能是多少？(普朗克常量h＝6.63×10－34J·s)。第四十六页，共五十三页，2022年，8月28日第四十七页，共五十三页，2022年，8月28日答案：(1)3.5×1012个(2)6.01×10－19J

(3)6.01×10－19J第四十八页，共五十三页，2022年，8月28日第四十九页，共五十三页，2022年，8月28日[每课一得][示例]

物理学家做了一个有趣的实验：在双缝干涉实验中，在光屏处放上照相底片，若减弱光的强度。使光子只能一个一个地通过狭缝。实验结果表明，如果曝光时间不太长，底片上只能出现一些不规则的点子；如果曝光时间足够长，底片上就会出现规则的干涉条纹。对这个实验结果下列认识正确的是 (

)第五十页，共五十三页，2022年，8月28日A．曝光时间不长时，光的能量太小，底片上的条纹看不

清楚，故出现不规则的点子B．单个光子的运动没有确定的规律C．干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方D．只有大量光子的行为才表现出波动性[错