2021届物理一轮复习课件：3-5-2-1：波粒二象性
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答案：(1)5.0×10－19 J (2)1.5×10－19 J.
1－1 某光电管的阴极是用金属钾制成的，它的逸出
功为2.21 eV，用波长为2.5×10－7 m的紫外线照射阴极，
已知真空中光速为3.0×108 m/s，元电荷为1.6×10－19
解C，析：普W朗＝h克ν0，常ν0＝量为6.63×10－34 J·≈s5，.3×求101钾4 H的z，极限频率和
【例1】 紫光的波长为4 000 Å，金属钠的逸出功
为3.5×10－19 J，求：
解析：(1()1每)因E个＝紫hν，光而光子的能量为多大？
＝5.0×10－19 J.
(2)若用该紫光照射金属钠时，产生的光电子的
(2)由爱因斯坦的光电效应方程得：hν＝W＋Ekmax，
所最以大Ek初max＝动hν能－W是＝多5.0大×1？0－19 J－3.5×10－19 J＝1.5×10－19 J.
2－1 在单缝衍射实验中，中央亮纹的光强占整个从 单缝射入的光强的95%以上，假设现在只让一个光子 通过单缝，那么该光子( )
A．一定落在中央亮纹处 B．一定落在亮纹处 C．可能落在暗纹处 D．落在中央亮纹处的可能性最大
解析：大量光子的行为显示出波动性，当大量光子 通过单缝时光子落在亮纹处的概率较大，尤其是中央 亮纹处，依题将有95%以上的光子落在中央亮纹处， 落在其他亮处相对少一些，落在暗纹处光子最少，注 意的是暗纹处不是没有光子落在上面，只是很少而
已．只让一点个击光此子通处过进单入缝，作这业个手光册子落在哪一位置
是不可确定的，可以落在亮纹处，也可以落在暗纹处， 只是落在中央亮纹的机会更大(有95%以上)．
(1)光电效应中的光包括不可见光．如：紫外线等． (2)光电效应的实质:光现象→电现象. Ekm－ν曲线 (3)直线(如图2－1)
(4)由图象可以得到的物理量 ①极限频率：图线与ν轴交点的横坐标ν0. ②逸出功：图线与Ekm轴交点的纵坐标的值W0＝E. ③普朗克常量：图线的斜率k＝h.
1．已知能使某金属产生光电效应的极限频率为ν0 ，则( )
由光电效应方程，hν＝W＋Ekm，Ekm＝hν－W＝h －W＝
该光电管发射的光电子的最大初动能．
6.63×10－34×
－W＝4.4×10－19 J.
答案：5.3×1014 Hz 4.4×10－19 J
【例2】 关于物质的波粒二象性，下列说法中不正 确的是( )
A．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
第二章 波粒二象性
考纲展示 知识点
要求
高考瞭望
光电效应 爱因斯坦的光电效应方程
Ⅰ 1.本章是高考新增内容，考纲要求均为 Ⅰ级，学习时注意基本概念的理解和基
本规律的简单应用
2.本章的重点是光电效应现象、实验规 Ⅰ 律和光电效应方程；光的波粒二象性和
德布罗意波是理解的难点
一、光电效应
1．光电效应：照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出的现象
2.
3．对光电效应规律的解释
存在极限频率
电子从金属表面逸出，首先须克服金属原子核的引 力做功W0，要使入射光子能量不小于W0，对应的频 率ν＝ ，即极限频率
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
A．当用频率为2ν0的单色光照射该金属时，一定能产生光电子
B．当用频率为2ν0的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最
大初动能为hν0
C．当照射光的频率ν大于ν0时，若ν增大，则逸出功增大
D．当照射光的频率ν大于ν0时，若ν增大一倍，则光电子的最大
初动能也增大一倍
解析：由光电效应方程hν＝hν0＋Ekm知，当入射光频率为2ν0时，一定能产生 光电子，其最大初动能Ekm＝hν－hν0＝2hν0－hν0＝hν0，故A、B正确，D错 误；逸出功与金属材料有关，与入射光频率无关，故C错．
Hale Waihona Puke 2．光子说：1905年爱因斯坦提出：空间传播的光也是不连续的，而是一份
一份的，每一份称为一个光子，光子具有的能量与光的频率成正比，即E
＝hν，其中h为普朗克常量，h＝6.63×10－34 J·s.
光电效应中入射光强度、频率的影响情况 （1） 入射光频率→决定光子能量→决定光电子最大初动能. （2）入射光强度→决定单位时间内接收的光子数→决定单位时间内发射的光电 子数
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
(1)照射光的频率决定着是否发生光电效应及光电子的初动能； (2)光电子是金属表面受光照射出来的电子，与光子不同．
二、光子说
1．量子论：1900年德国物理学家普朗克提出：电磁波的发射和吸收是不连
续的，而是一份一份的，每一份电磁波的能量E＝hν.
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
解析：光具有波粒二象性是微观世界具有的特殊规律， 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，实际很难观察到波动性，不是不具有波 粒二象性．D项合题意．
答案：AB
一、光的波粒二象性
1．干涉、衍射和偏振以无可辩驳的事实表明光是一
种波；光电效应和康普
2．正确理解波粒二象性：波粒二象性中所说的波是一种概率波，对大量光子才
顿效应又用无可辩驳的事实表明光是一种粒子，
有意义．波粒二象性中所说的粒子，是指其不连续性，是一份能量．
因个别此光现子的代作物用效理果学往认往表为现：为粒子性；大量光子的作用效果往往表现为波
动性．
光具有波粒二象性．
2．有关光的本性的说法正确的是( ) A．关于光的本性，牛顿提出了“微粒说”，惠
更斯提出了“波动说”，爱因斯坦提出了“光子说”， 它们都圆满地说明了光的本性 B．光具有波粒二象性是指：既可以把光看成宏 观概念上的波，也可以看成宏观概念上的粒子 C．光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光
解析：牛顿主张的微粒说中的微粒与实物粒子一样， 惠更斯主张的波动说中的波动与宏观机械波等同，这 两种观点是相互对立的，都不能说明光的本性，所以 A、B错，C正确．在双缝干涉实验中，双缝干涉出 现明暗均匀的条纹，单缝出现中央亮而宽，周围暗而 窄的条纹，都说明光的波动性．当让光子一个一个地 通过单缝时，曝光时间短时表现出粒子性，曝光时间
1－1 某光电管的阴极是用金属钾制成的，它的逸出
功为2.21 eV，用波长为2.5×10－7 m的紫外线照射阴极，
已知真空中光速为3.0×108 m/s，元电荷为1.6×10－19
解C，析：普W朗＝h克ν0，常ν0＝量为6.63×10－34 J·≈s5，.3×求101钾4 H的z，极限频率和
【例1】 紫光的波长为4 000 Å，金属钠的逸出功
为3.5×10－19 J，求：
解析：(1()1每)因E个＝紫hν，光而光子的能量为多大？
＝5.0×10－19 J.
(2)若用该紫光照射金属钠时，产生的光电子的
(2)由爱因斯坦的光电效应方程得：hν＝W＋Ekmax，
所最以大Ek初max＝动hν能－W是＝多5.0大×1？0－19 J－3.5×10－19 J＝1.5×10－19 J.
2－1 在单缝衍射实验中，中央亮纹的光强占整个从 单缝射入的光强的95%以上，假设现在只让一个光子 通过单缝，那么该光子( )
A．一定落在中央亮纹处 B．一定落在亮纹处 C．可能落在暗纹处 D．落在中央亮纹处的可能性最大
解析：大量光子的行为显示出波动性，当大量光子 通过单缝时光子落在亮纹处的概率较大，尤其是中央 亮纹处，依题将有95%以上的光子落在中央亮纹处， 落在其他亮处相对少一些，落在暗纹处光子最少，注 意的是暗纹处不是没有光子落在上面，只是很少而
已．只让一点个击光此子通处过进单入缝，作这业个手光册子落在哪一位置
是不可确定的，可以落在亮纹处，也可以落在暗纹处， 只是落在中央亮纹的机会更大(有95%以上)．
(1)光电效应中的光包括不可见光．如：紫外线等． (2)光电效应的实质:光现象→电现象. Ekm－ν曲线 (3)直线(如图2－1)
(4)由图象可以得到的物理量 ①极限频率：图线与ν轴交点的横坐标ν0. ②逸出功：图线与Ekm轴交点的纵坐标的值W0＝E. ③普朗克常量：图线的斜率k＝h.
1．已知能使某金属产生光电效应的极限频率为ν0 ，则( )
由光电效应方程，hν＝W＋Ekm，Ekm＝hν－W＝h －W＝
该光电管发射的光电子的最大初动能．
6.63×10－34×
－W＝4.4×10－19 J.
答案：5.3×1014 Hz 4.4×10－19 J
【例2】 关于物质的波粒二象性，下列说法中不正 确的是( )
A．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
第二章 波粒二象性
考纲展示 知识点
要求
高考瞭望
光电效应 爱因斯坦的光电效应方程
Ⅰ 1.本章是高考新增内容，考纲要求均为 Ⅰ级，学习时注意基本概念的理解和基
本规律的简单应用
2.本章的重点是光电效应现象、实验规 Ⅰ 律和光电效应方程；光的波粒二象性和
德布罗意波是理解的难点
一、光电效应
1．光电效应：照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出的现象
2.
3．对光电效应规律的解释
存在极限频率
电子从金属表面逸出，首先须克服金属原子核的引 力做功W0，要使入射光子能量不小于W0，对应的频 率ν＝ ，即极限频率
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
A．当用频率为2ν0的单色光照射该金属时，一定能产生光电子
B．当用频率为2ν0的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最
大初动能为hν0
C．当照射光的频率ν大于ν0时，若ν增大，则逸出功增大
D．当照射光的频率ν大于ν0时，若ν增大一倍，则光电子的最大
初动能也增大一倍
解析：由光电效应方程hν＝hν0＋Ekm知，当入射光频率为2ν0时，一定能产生 光电子，其最大初动能Ekm＝hν－hν0＝2hν0－hν0＝hν0，故A、B正确，D错 误；逸出功与金属材料有关，与入射光频率无关，故C错．
Hale Waihona Puke 2．光子说：1905年爱因斯坦提出：空间传播的光也是不连续的，而是一份
一份的，每一份称为一个光子，光子具有的能量与光的频率成正比，即E
＝hν，其中h为普朗克常量，h＝6.63×10－34 J·s.
光电效应中入射光强度、频率的影响情况 （1） 入射光频率→决定光子能量→决定光电子最大初动能. （2）入射光强度→决定单位时间内接收的光子数→决定单位时间内发射的光电 子数
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
(1)照射光的频率决定着是否发生光电效应及光电子的初动能； (2)光电子是金属表面受光照射出来的电子，与光子不同．
二、光子说
1．量子论：1900年德国物理学家普朗克提出：电磁波的发射和吸收是不连
续的，而是一份一份的，每一份电磁波的能量E＝hν.
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
解析：光具有波粒二象性是微观世界具有的特殊规律， 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，实际很难观察到波动性，不是不具有波 粒二象性．D项合题意．
答案：AB
一、光的波粒二象性
1．干涉、衍射和偏振以无可辩驳的事实表明光是一
种波；光电效应和康普
2．正确理解波粒二象性：波粒二象性中所说的波是一种概率波，对大量光子才
顿效应又用无可辩驳的事实表明光是一种粒子，
有意义．波粒二象性中所说的粒子，是指其不连续性，是一份能量．
因个别此光现子的代作物用效理果学往认往表为现：为粒子性；大量光子的作用效果往往表现为波
动性．
光具有波粒二象性．
2．有关光的本性的说法正确的是( ) A．关于光的本性，牛顿提出了“微粒说”，惠
更斯提出了“波动说”，爱因斯坦提出了“光子说”， 它们都圆满地说明了光的本性 B．光具有波粒二象性是指：既可以把光看成宏 观概念上的波，也可以看成宏观概念上的粒子 C．光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光
解析：牛顿主张的微粒说中的微粒与实物粒子一样， 惠更斯主张的波动说中的波动与宏观机械波等同，这 两种观点是相互对立的，都不能说明光的本性，所以 A、B错，C正确．在双缝干涉实验中，双缝干涉出 现明暗均匀的条纹，单缝出现中央亮而宽，周围暗而 窄的条纹，都说明光的波动性．当让光子一个一个地 通过单缝时，曝光时间短时表现出粒子性，曝光时间