2023年高中物理必备知识点波粒二象性

第十六章 波粒二象性内容93.普朗克能量子假说辐射黑体和黑体要求I说明94.光电效应I95.光的波粒二象性99.光的波粒二象性波不确定关系)物质波概率I算不做要求要点归纳一、光电效应定义：在光的照耀下从物体放射出电子 的现象(放射出的电子称为光电子)．产生条件：入射光的频率大于 极限频率．光电效应规律每种金属都有一个极限频率，入射光的频率必需大于这个极限频率才能产生光电效应．光电子的最大初动能与入射光的 强度无关，只随入射光频率的增大而 增大．光电效应的发生几乎是瞬时的，一般不超过10－9s.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．二、光电效应方程根本物理量J·s(称为普朗克常量)．(2)逸出功：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，金属外表上的电子吸取光子后抑制原子核的引力逸出时所具有动能的最大值 ．光电效应方程爱因斯坦光电效应方程是依据能量守恒定律推导出来的．描述的是光电子的最大初动能Ek跟入射光子的能量hν和逸出功W之间的关系：Ek＝ hν－W1．光的波粒二象性(1)光电效应说明光具有粒子性，同时间还具有波动性，即光具有波粒二象性．(2)大量光子运动的规律表现出光的波动性，单个光子的运动表现出光的粒子性．高，粒子性越明显，穿透本领越强．2．物质波hmv，也称为德布罗意波、物质波。四、正确理解光电效应规律中的两个关系1．光电子的最大初动能与入射光频率的关系ν的增大而增大；由爱因斯坦光电效应方程知：Ek＝hν－W.Ekν成一次函数Ekν成一次函数E的光子被电表的初动能．hν≥W讲解：极限频率~~金属的逸出功不同，因此不同金属对应的极限频率也不(2)电子吸取光子后能量马上增大hν，不需要能量的积程．因此光电效应的放射几乎是瞬时的．

同．15－1－1累过(3)电子每次只吸取一个光子，从能量守恒可知，光电子的最大初动能Ek＝hν－W，且Ek随频率的增大而增大，与光的强度无关．2．光电流的大小跟入射光强度成正比逸出的光电子数目由入射光子的数目打算，而与光子的频率无关．[例题1].对光电效应的解释正确的选项是( )金属钠的每个电子可以吸取一个或一个以上的光子，当它积存的动能足够大时，就能逸出金属小功，便不能发生光电效应发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大，光电子的最大初动能就越大D频率也不同解析：选BD.依据爱因斯坦的光子说，光的能量是由光的频率打算的，与光强无关，入射光的频率越大，发生光电效应时产生的光电子的最大初动能越大．但要使电子离开金属须使电子具有足够的动能，而电子增加的动能只能来源于照耀光的光子能量，但电子只能吸取一个光子，不能吸取多个光子．电子从金属逸出时只有从金属外表对外逃出的电子抑制原子核的引力所做的功最小．五、波动性与粒子性的比较〔略〕[例题2].关于物质的波粒二象性，以下说法中不正确的选项是( )不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒二象性B．运动的微观粒子与光子一样，当它们通过一个小孔时，都没有特定的运动轨道波动性和粒子性，在宏观现象中是冲突的、对立的，但在微观高速运动的现象中是统一的D．实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性解析：选D.光具有波粒二象性是微观世界具有的特别规律，大量光子运动的规律表现出光的波动性，而单个光子的运动表现出光的粒子性．光的波长越长，波动性越明显，光的频率越高，粒子性越明显．而宏观物体的德布罗意波的波长太小，实际很难观看到波动性，但不是不具有波粒二象性．D六、感知高考(2023年高考江苏卷)以下试验中，深入地提示了光的粒子性一面的有 ．锌板被紫外线照耀时有电子逸出但被可见光照耀时没有电子逸出轰击金箔的α粒子中有少数运动方向发生较大偏转氢原子放射的光经三棱镜分光后，呈现线状光谱【解析】X射线被石墨散射后局部波长增大(康普顿效应)，说明光子具有粒子性，ABCD说明氢原子的能量是不连续的．【答案】ABS2.5eV阴极P，觉察电流表读数不为零．合上电键，调整滑动变阻器，觉察当电压表读0.60V流表读数为零．求此时间电子的最大初动能的大小；(2)求该阴极材料的逸出功．【解析】设用光子能量为2.5eV的光照耀时，光电子的最大初动能为Ek，阴极W0，当反向电压到达U＝0.60V以后，具有最大初动能的光电子也达不到阳极，因此eU＝Ek由光电效应方程有：Ek＝hν－W0由以上二式代入数据解得：Ek＝0.6eV，W0＝1.9eV.0.6eV，1.9eV.【答案】(1)0.6eV(2)1.9eV课时训练人类对光的本性生疏经受了曲折的过程以下关于光的本性的陈述正确的选项是( )A．牛顿的“微粒说”与爱因斯坦的“光子说”本质上都是一样的B．任何一个运动着的物体，都具有波动性C．麦克斯韦预言了光是一种电磁波D．光波是概率波答案：BCD在演示光电效应的试验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连，用光灯照耀锌板时验电器的指针就张开一个角度如图15－1－5所示这时( A．锌板带正电，指针带负电B．锌板带正电，指针带正电C．锌板带负电，指针带正电D．锌板带负电，指针带负电B.验电器的指针张开一个角度说明锌板带电，锌板在弧光灯照耀下发生光电效应失去电子而带正电，验电器也带正电．某单色光照耀某金属时不能产生光电效应则下述措施中可能使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耀 D．换用频率较低的光照耀解析：选C.对某种金属能否发生光电效应取决于入射光的频率，与入射光的强度和照耀时错误．物理学家做了一个好玩的试验：在双缝干预试验中，在光屏处放上照相底会消灭规章的干预条纹，对这个试验结果有以下生疏，正确的选项是()A．曝光时间不长时，消灭不规章的点子，表现出光的波动性B．单个光子通过双缝后的落点无法推想C．干预条纹中光明的局部是光子到达时机较多的地方D．只有大量光子的行为才能表现出光的粒子性BC.由于光波是一种概率波，故B、CAA、D光电效应的试验结论是：对于某种金属( )A．无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应B．无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应C．超过极限频率的入射光强度越弱，所产生的光电子的最大初动能就越小D．超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大AD.1νDA以下说法正确的选项是()光纤对B光的折射率大B．A光打出的光电子的最大初动能确定比B光的大C．A光在单位时间内打出的电子数确定比B光的多BD.B、D一束可见光a是由mnp三种单色光组成的检测觉察三种单色光中色光；n色光能使某金属发生光电效应，而p色光不能使该金属发生光电效应．那么，光束a通过三棱镜的状况是以以下图中的( )npnpnm、p、nA.子的最大初动能E与入射光频率ν子的最大初动能E与入射光频率ν的关系图象．由图象可知k()A．Ehν0入射光的频率为2ν0

时，产生的光电子的最大初动能为E入射光的频率为ν/2时，产生的光电子的最大初动能为E/20答案：ABCλ3λ/4常量，c表示真空中的光速，则此金属板的逸出功为( )B.E＝hν－W①k1 1E＝hν－W②k2 2波长为λ＝0.17μmBrr·B＝T·m，m＝9.1×10－31kg，e＝1.6×10－19C，求：光电子的最大动能；(2)金属筒的逸出功．解析：光电子做半径最大的匀速圆周运动时，它的动能即是最大动能．12mv2≈4.41×10－19J.由爱因斯坦光电效应方程得1 1W＝hν－2mv2＝hc/λ－2mv2W≈7.3×10－19J.答案：(1)4.41×10－19J (2)7.3×10－19J生KAU＝30kVKAK极时速度为零，通过电压加速后而以极大的速度撞到对阴极A上电子到达A极时的速度是多大？AXAX子？m＝9.1×10－31kg，e＝1.6×10－19C，普朗克eh＝6.6×10－34J·s)解析：电子在电场力作用下的末速度可以由动能定理求出．