高中物理第十七章波粒二象性章末复习总结17新人教版选修3_5
高中物理 第十七章 波粒二象性 章末优化总结课件 新人教版选修3-5
核心素养构建
科学思维:(1)光电效应规律 及光电效应方程的应用 (2)光的波动性的应用 (3)概率波的应用 科学探究:光电效应规律的 实验探究
素养1 光电效应规律及其应用 [典例1] (多选)如图所示是现代化工业生产中部分光电控制设备用到的光控继电器的 示意图,它由电源、光电管、放大器等几部分组成.当用绿光照射图中光电管阴极K 时,可发生光电效应,则以下说法中正确的是( )
A.增大绿光的照射强度,光电子的最大初动能增大 B.增大绿光的照射强度,光电子的最大初动能不Байду номын сангаас C.增大绿光的照射强度,电路中的光电流增大 D.改用比绿光波长大的光照射光电管阴极K时,电路中一定有光电流
[解析] 光电子的最大初动能由入射光的频率决定,选项A错误,B正确;增大绿光的 照射强度,单位时间内入射的光子数增多,所以光电流增大,选项C正确;改用比绿 光波长更大的光照射时,该光的频率不一定满足发生光电效应的条件,故选项D错 误. [答案] BC
A.普朗克常量为h=ab B.断开开关S后,电流表G的示数不为零 C.仅增加照射光的强度,光电子的最大初动能将增大 D.仅增加照射光的强度,电流表G的示数保持不变
[解析] 由hν=W0+Ek,变形得Ek=hν-W0,可知图线的斜率为普朗克常量,即h=
b a
,故选项A错误;断开开关S后,光电子匀速运动到阳极,所以电流表G的示数不为
零,故选项B正确;只有增大入射光的频率,才能增大光电子的最大初动能,与光的
强度无关,故选项C错误;仅提高照射光强度,单位时间内发出的光电子增多,电流
表G的示数增大,故选项D错误.
[答案] B
素养3 光的波粒二象性 [典例3] (多选)现代物理学认为,光和实物粒子都具有波粒二象性,下列事实中突出 体现波动性的是( ) A.一定频率的光照射到锌板上,光的强度越大,单位时间内锌板上发射的光电子就 越多 B.肥皂液是无色的,吹出的肥皂泡却是彩色的 C.质量为10-3 kg、速度为10-2 m/s的小球,其德布罗意波长很小,不过我们能清晰 地观测到小球运动的轨迹 D.人们利用热中子研究晶体的结构时,入射的热中子经过晶体后在底片上形成衍射 图样
高中物理第十七章波粒二象性章末总结课件新人教版选修3_5
粒子具有 波粒二象 性
h 4π 不确定性关系:ΔxΔp≥___
题型探究
例1
激光器是一个特殊的光源,它发出的光便是激光,红宝石激光器发
射的激光是不连续的一道一道的闪光,每道闪光称为一个光脉冲,现有一 红宝石激光器,发射功率为1.0×1010 W,所发射的每个光脉冲持续的时间 Δt为1.0×10-11 s,波长为 793.4 nm.问每列光脉冲的长度l是多少?其中含 有的光子数n是多少?(普朗克常量h=6.63×10-34 J· s,光速c=3×108 m/s) 答案 3×10-3 m 4×1017个
坐标系中,则正确的图是
√
解析
答案
四、波粒二象性的理解
1.光的波粒二象性
(1)光的干涉、衍射、偏振说明光具有波动性,光电效应现象、康普顿效
应则证明光具有粒子性,因此,光具有波粒二象性,对于光子这样的微
观粒子只有从波粒二象性出发,才能统一说明光的各种行为.
(2)大量光子产生的效果显示出光的波动性,少数光子产生的效果显示出
光子:光辐射不连续,每一份光叫做一个光子 ____
光子说 光子的能量:ε= hν h λ 光子的动量:p=___ 少量光子易表现出粒子 性,大量光子易表现 出 波动 性 光具有波粒二象性 高频光子 粒子 性显著,低频光子 波动 性显著 光传播时表现出 波动 性,与微粒作用时表现 出 粒子 性
德布罗意 提出粒子具有波动性:物质波或概率波 波 粒 二 象 性 电子的衍射现象证实了粒子的波动性 ______ 粒子的波动性
第十七章
波粒二象性
章末总结
内容索引
知识网络
题型探究
达标检测
知识网络
能量的 波 粒 二 象 性 光 的 粒 子 性 量子化
【优选整合】人教版高中选修3-5-《第十七章波粒二象性》章末总结(练)含答案解析
【优选整合】人教版高中选修3-5-《第十七章波粒二象性》章末总结(练)学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________一、单选题1.下列说法中正确的是A.为了解释光电效应规律,爱因斯坦提出了光子说B.在完成α粒子散射实验后,卢瑟福提出了原子的能级结构C.玛丽·居里首先发现了放射现象D.在原子核人工转变的实验中,查德威克发现了质子2.美国物理学家康普顿在研究石墨对X射线的散射时,发现在散射的X射线中,除了与入射波长λ0相同的成分外,还有波长大于λ0的成分,这个现象称为康普顿效应.关于康普顿效应,以下说法正确的是()A.康普顿效应现象说明光具有波动性B.当光子与晶体中电子碰撞后,光子能量减少C.当光子与晶体中电子碰撞后,光子频率增加D.当光子与晶体中电子碰撞后,光子质量不变3.在光电效应实验中,飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光),如图所示。
则可判断出()A.甲光的频率大于乙光的频率B.乙光的波长大于丙光的波长C.乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率D.甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能4.某单色光照射某金属时不能产生光电效应,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.换用频率较低的光照射D.换用波长较短的光照射5.一个质量为m 、电荷量为q 的带电粒子,由静止开始经加速电场加速后(加速电压为U),该粒子的德布罗意波长为 ( )AB .h 2mqUC D二、多选题 6.实物粒子和光都具有波粒二象性.下列事实中突出体现波动性的是( )A .电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样B .β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹C .人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构D .人们利用电子显微镜观测物质的微观结构7.如图所示,在研究光电效应的实验中,发现用一定频率的A 单色光照射光电管时,电流表指针会发生偏转,而用另一频率的B 单色光照射光电管时不发生光电效应,则( )A .A 光的强度大于B 光的强度B .B 光的频率大于A 光的频率C .用A 光照射光电管时流过电流表G 的电流方向是由a 流向bD .用A 光照射光电管时流过电流表G 的电流方向是由b 流向a8.如图为演示光电效应的装置,闭合开关S ,当用某种频率的光照射光电管时,电流表A 有示数,则下列说法中正确的是( )A .断开开关S ,则电流表示数为零B .将滑动变阻器的滑片c 向a 端移动,电流表的示数减小C .换用频率更高的光照射光电管,并将电源反接,电流表的示数一定增大D .增大照射光电管的光照强度,同时将滑动变阻器的滑片c 向a 端移动,电流表的示数一定增大三、填空题9.小明用金属铷为阴极的光电管观测光电效应现象,实验装置示意图如下图甲所示。
物理选修3-5人教版第十七章波粒二象性章末复习PPT〔完美版〕
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例、某金属用频率为v2 的光照射时产生的光电子 的最大初动能是用频率为v1的光照射产生的光电 子的最大初动能的2倍,则这种金属的逸出功W
= h2(γ1γ2).
解: EK1hγ1W
EK2hγ2W
Ek
0
αν
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关于光电效应,下列几种叙述正确的是( ) A.金属电子的逸出功与入射光的频率成正比 B.光电流的强度与入射光的强度无关 C.用不可见光照射金属一定比用可见光照射同 种金属产生的光电子的初动能要大 D.对于任何一种金属都存在一个“最大波长”, 入射光的波长必须小于这个波长,才能产生光电 效应
3
③能量子的能量ε=___h_ν_. 即能量子的能量在数值上等于辐射的频率ν和一个常 数h的乘积. h是普朗克常量,h=6.63×10-34 J·s. (2)能量的量子化是指在微观领域中能量的不连续变 化,即只能取__分__立__值__的现象.
4
二、光子说:对光电效应的解释 1.光子说 概述:爱因斯坦于__1__9_0_5年提出光子说.光在传播 过程中,也是不连续的.它由数值分立的能量子组 成.爱因斯坦称这些能量子为光量子,也称为“光 子”.一个光子的能量为E=hν,ν为光的频率,h 为普朗克常量.
h γ2W 2γ (1h W)
W h2(γ1γ2)
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每个人的心灵深处都有着只有他自己 理解的 东西。 对具有高度自觉与深邃透彻的心灵的 人来说 ,痛苦 与烦恼 是他必 备的气 质。 在一切创造物中间没有比人的心灵更 美、更 好的东 西了。 唯有心灵能使人高贵。所有那些自命 高贵而 没有高 贵的心 灵的人 ,都像 块污泥 。 一个人只要他有纯洁的心灵,无愁无 恨,他 的青春 时期, 定可因 此而延 长。 能充实心灵的东西,乃是闪烁着星星 的苍穹 ,以及 我内心 的道德 律。 你的心灵常常是战场。在这个战场上 ,你的 理性与 判断和 你的热 情与嗜 欲开战 。 无所事事并非宁静,心灵的空洞就是 心灵的 痛苦。
高中物理第十七章波粒二象性章末复习总结17课件新人教版选修35
第三十一页,共31页。
A.使光子一个一个地通过双缝干涉实验装置的狭缝,如 果时间足够长,底片上将出现双缝干涉图样
B.使光子一个一个地通过双缝干涉实验装置的狭缝,如 果时间足够长,底片上将出现不太清晰的双缝干涉图样
C.大量光子的运动规律显示出光的粒子性 D.个别光子的运动显示出光的粒子性
第二十五页,共31页。
[解析] 单个光子运动具有不确定性,大量光子落点的概 率分布遵循一定规律,显示出光的波动性。使光子一个一个地 通过双缝,如果时间足够长,底片上会出现明显的干涉图样, A正确,B、C错误;由光的波粒二象性知,个别光子的运动显 示出光的粒子性,D正确。
第八页,共31页。
电子吸收光子能量后,一部分克服
光电子的最大初动 能随着入射光频率 的增大而增大,与 入射光的强度无关
阻碍作用做功,剩余部分转化为光 电子的初动能,只有从金属表面飞 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
第九页,共31页。
第二十七页,共31页。
(4)波动性与粒子性的统一:由光子的能量E=hν,光子的
动量p=
h λ
表达式也可以看出,光的波动性和粒子性并不矛盾:
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。
(5)理解光的波粒二象性时不可把光当成宏观概念中的波,
也不可把光当成宏观概念中的粒子。
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(2)在光的干涉现象中,若曝光时间不长,在底片上只出现 一些不规则的点,这些点表示光子的运动跟宏观的质点不同。 但曝光时间足够长时,底片上出现了有规律的干涉条纹。可 见,光的波动性是大量光子表现出来的现象。
人教版高中物理选修3-5第17章《光的波粒二象性》知识点总结
第十七章:波粒二象性一、黑体辐射规律1、黑体:只吸收外来电磁波而不反射的理想物体2、黑体辐射的特点黑体的辐射强度按波长分布只与温度有关,与物体的材料和表面形状无关(一般物体的辐射强度按波长分布除与温度有关外,还与物体的材料、表面形状有关);3、黑体辐射规律:① 随着温度的升高,任意波长的辐射强度都加强② 随着温度的升高,辐射强度的极大值向着波长减小的方向进行;4、普朗克的量子说:透过黑体辐射规律,普朗克认为:电磁皮的辐射和吸收,是不连续的,而是一份一份地进行的,每份叫一个能量子,能量为γεh =。
爱因斯坦受其启发,提出了光子说:光的传播和吸收也是一份一份地进行的,每一份叫一个光子,其能量为νεh =二、光电效应:说明了光具有粒子性,同时说明了光子具有能量1、光电效应现象紫外光照射锌板,锌板的电子获得足够的光子能量,挣脱金属正离子引力,脱离锌板成为光电子;锌板因失去电子而带上正电,于是与锌板相连的验电器也带上正电,金属箔张开。
2、实验原理电路图3、规律:① 存在饱和电流饱和电流:在光电管两端加正向电压时,单位时间到达阳极A 的光电子数增多,光电流越大;但当逸出的光电子全部到达阳极后,再增加正向电压,光电流就达到最大饱和值,称为饱和电流。
② 存在遏止电压在光电管两端加反向电压时,单位时间内到达阳极A 的光电子数减少,光电流减小;当反射电压达到某一值U C 时,光电流减小为零,U C 就叫“遏止电压”。
③ 存在截止频率a 、 截止频率的定义:任何一种金属都有一个极限频率ν0,入射光的频率低于 “极限频率”ν0时,无论入射光多强,都不能发生光电效应,这个极限频率称为 截止频率。
b 、“逸出功”定义:电子从金属表面脱离金属所需克服金属正离子的引力所做的最小功。
要发生光电效应,入射光的能量(h ν)要大于 “逸出功(W )” 即: 00W hv =④ 光电效应的“瞬时性”——因光电效应发生的时间,即为一个光子与一个电子能量交换 的时间,所以不管光强度如何,发生光电效应的时间极短,不超过10-9s 。
最新人教版高中物理选修3-5第十七章《波粒象性》本综述
第十七章波粒二象性本章综述本章以量子理论的发展线索展开.学习的重点是普朗克量子假设及其意义、光电效应实验和爱因斯坦光电效应方程、光和实物粒子的波粒二象性,学会认识微观世界的思想方法.难点主要是能量量子化、光与实物粒子的波粒二象性等概念的建立.学习的难点是光电效应的实验规律的理解、遏止电压、截止频率、逸出功、爱因斯坦光电效应方程的应用、光子的动量、粒子的波动性、概率波、不确定性关系.由于量子理论远离同学们的生活经验,涉及微观世界粒子的行为,难以用传统的思想和观念理解和想象,因此,在学习中产生的疑惑会很多.本章内容涉及微观世界中的量子化现象,是认识微观世界的基础,量子化的观念和用概率描述运动粒子的方法是探究微观领域的基本思想方法,为进一步学习原子结构提供理论依据,有助于全面、正确地认识物质世界.为更好地认识微观世界提供思想方法,为学习下一章原子结构提供理论依据.光子与电子的相互作用过程可以类比为完全弹性碰撞,遵循动量守恒和能量守恒;光既具有波动性,又具有粒子性,光是一种概率波,所以本章内容与动量、能量、光的波动性有着密切的联系.通过量子理论的发展进程,展示物理学家构建理论的曲折历程,可以多侧面反映物理学家的真实风采,学习他们勇于接受未知世界奇异现象的挑战,敢于摆脱传统观念的束缚的科学态度,激发探究未知领域的学习激情.重视自主经历探究过程,通过传统观念与实验现象的矛盾引入新的理论,注重实验探究和分析论证相结合,重视过程和方法的教育.量子化观念、用概率描述粒子的运动是正确认识物质世界所必须具备的思想方法.学习本章前应注意复习光的干涉和衍射、弹性碰撞、物质结构等知识.学习中要特别注意两点:第一,从可以直接感知的实验现象经过推理得到不能直接感知的微观结构和微观粒子的运动规律;第二,在思想上要建立诸如能量量子化、光与实物粒子的波粒二象性以及用概率描述粒子运动等新的观念.本章的学习采用科学探究、独立思考、交流讨论、归纳总结等方式会取得较好的效果.。
【经典】实验小学高中物理选修3-5第17章《光的波粒二象性》知识点总结
第十七章:波粒二象性一、黑体辐射规律1、黑体:只吸收外来电磁波而不反射的理想物体2、黑体辐射的特点黑体的辐射强度按波长分布只与温度有关,与物体的材料和表面形状无关(一般物体的辐射强度按波长分布除与温度有关外,还与物体的材料、表面形状有关);3、黑体辐射规律:随着温度的升高,任意波长的辐射强度都加强随着温度的升高,辐射强度的极大值向着波长减小的方向进行;4、普朗克的量子说:透过黑体辐射规律,普朗克认为:电磁皮的辐射和吸收,是不连续的,而是一份一份地进行的,每份叫一个能量子,能量为h。
爱因斯坦受其启发,提出了光子说:光的传播和吸收也是一份一份地进行的,每一份叫一个光子,其能量为h二、光电效应:说明了光具有粒子性,同时说明了光子具有能量1、光电效应现象紫外光照射锌板,锌板的电子获得足够的光子能量,挣脱金属正离子引力,脱离锌板成为光电子;锌板因失去电子而带上正电,于是与锌板相连的验电器也带上正电,金属箔张开。
2、实验原理电路图3、规律:①存在饱和电流饱和电流:在光电管两端加正向电压时,单位时间到达阳极A 的光电子数增多,光电流越大;但当逸出的光电子全部到达阳极后,再增加正向电压,光电流就达到最大饱和值,称为饱和电流。
②存在遏止电压在光电管两端加反向电压时,单位时间内到达阳极A 的光电子数减少,光电流减小;当反射电压达到某一值U C 时,光电流减小为零,U C 就叫“遏止电压”。
③存在截止频率a 、截止频率的定义:任何一种金属都有一个极限频率ν0,入射光的频率低于“极限频率”ν0时,无论入射光多强,都不能发生光电效应,这个极限频率称为截止频率。
b 、“逸出功”定义:电子从金属表面脱离金属所需克服金属正离子的引力所做的最小功。
要发生光电效应,入射光的能量(h ν)要大于“逸出功(W )”即:0W hv ④光电效应的“瞬时性”——因光电效应发生的时间,即为一个光子与一个电子能量交换的时间,所以不管光强度如何,发生光电效应的时间极短,不超过10-9s 。
人教版选修3-5第17章《波粒二象性》小结
选3-5 第17章《波粒二象性》知识小结考点93、普朗克能量子假说黑体和黑体辐射(P27~30)引言:研究的历史背景——19世纪末期,人们认为经典物理学已形成完整体系,只剩下修补、完善工作。
尽管当时“朗朗的天空”仍漂有两朵乌云——光速问题和黑体辐射问题。
(前者引发了(理论),后者引发了(理论))当人们深入研究时,引发了物理学理论的大变革:爱因斯坦对光速问题的研究,引发了(选修3-4已学);哪黑体辐射的研究将会带来什么呢?另:当时光的、、实验已证实光是横波,并由(物理学家)预言、由(物理学家)实验证实光是电磁波。
1、黑体与黑体辐射1)热辐射一切物体都在辐射,这种辐射与物体的有关(还与和有关),这种现象叫热辐射;规律:当温度升高时,热辐射中波长的成分越来越强。
除热辐射外,物体的表面还会吸收和反射电磁波。
2)黑体、黑体辐射黑体是指能够入射的各种波长的电磁波而的物体;黑体辐射的特点:辐射的电磁波强度按的分布只与黑体的有关——这是人们特别重视研究黑体辐射的原因之一。
3)黑体辐射的实验规律——课本图17.1-2(关注)①当温度升高时,各种波长的电磁波的辐射强度都;②当温度升高时,辐射强度的最大值向波长(即频率)的方向移动。
4)经典理论解释的困难:在大量的经典理论解释中有两个人的研究较出色,但都存在缺陷维恩公式:在区与实验非常接近,而区与实验偏离很大;瑞利公式:在区与实验基本一致,而区与实验严重不符,且当波长趋于0(即频率很大)时,辐射强度趋于无穷大——史称“紫外灾难”。
2、能量子(普朗克)1)内容:振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值的,其辐射或吸收的能量也只能以这个为单位地辐射或吸收。
这个不可分的最小能量值叫。
★★该假设重点强调的能量是不连续的,即电磁波在吸收和辐射时是的,但没有指明电磁的传播是不连续的(见课本P32最后一段中间),另外真正说明物质世界量子性质的科学家是(见课本P30最上)。
能量子公式:ε=(式中h=,叫,γ是电磁波的)振动着的带电微粒的能量:E=nhγ(n叫量子数,为自然数)在宏观世界中,通常认为能量是,而微观世界中能量是。
高中物理 第17章 波粒二象性章末小结课件 新人教版选修3-5
选项 A 正确。
2.(2014·广东理综,18)在光电效应实验中,用频率为 ν 的光照射光电管阴极,发生了光电效应,下列说法正确的是 ()
A.增大入射光的强度,光电流增大 B.减小入射光的强度,光电效应现象消失 C.改用频率小于 ν 的光照射,一定不发生光电效应 D.改用频率大于 ν 的光照射,光电子的最大初动能变大 答案:AD
知识体系& 笔记体系
内外脑高效学习模型
第十七章 章末小结
成才之路 ·高中新课程 ·学习指导 ·人教版 ·物理 ·选修3-5
超级记忆法
第十七章 章末小结
成才之路 ·高中新课程 ·学习指导 ·人教版 ·物理 ·选修3-5
超级记忆法-记忆规律
记忆前
选择记忆的黄金时段 前摄抑制:可以理解为先进入大脑的信息抑制了后进
什么是学习力-常见错误学习方式
案例式 学习
顺序式 学习
冲刺式 学习
第十七章 章末小结
成才之路 ·高中新课程 ·学习指导 ·人教版 ·物理 ·选修3-5
什么是学习力-高效学习必备习惯
积极 主动
以终 为始
分清 主次
不断 更新
第十七章 章末小结
高效学习模型
成才之路 ·高中新课程 ·学习指导 ·人教版 ·物理 ·选修3-5
解析:该题主要考查光电效应方程,解题关键是要明确最 大初动能与频率有关。
光电流与光的强度有关,增大入射光的强度,单位时间内 逸出的光电子数增多,光电流增大,A 对。由21mv2m=hν-W0 可知 B 错,D 对。发生了光电效应,说明频率 ν 大于或等于极 限频率,因此频率减小时,若还大于极限频率,仍能发生光电 效应,C 错。
(1)图甲中电极A为光电管的________(填“阴极”或“阳 极”);
人教版高中物理选修3-5 第十七章 波粒二象性基础知识梳理
第十七章波粒二象性17. 1 能量量子化一、黑体与黑体辐射1.热辐射(1)定义:我们周围的一切物体都在辐射电磁波,这种辐射与物体的温度有关,所以叫做热辐射.太阳、白炽灯中光的发射即热辐射。
(2)特点:热辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而有所不同。
拓展延伸:(1)任何物体在任何温度下都会发生热辐射,这是由于物体中分子、原子受到激发而发射电磁波。
(2)热辐射是热能转化为电磁能的过程。
(3)除了热辐射外,物体表面还会吸收和反射外界射来的电磁波,除光源外,我们看到的物体的颜色就是反射光的颜色。
2.黑体与黑体辐射(1)黑体定义:在热辐射的同时,物体表面还会吸收和反射外界射来的电磁波。
如果某种物体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射,这种物体就是绝对黑体,简称黑体。
(2)黑体辐射特点:黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关。
3.对黑体的理解黑体是一种理想化模型,作为热辐射研究的标准物体,黑体能使入射的电磁波全部被吸收,既没有反射,也没有透射(但黑体仍然要向外辐射电磁波).自然界不存在真正的黑体,但许多物体可以近似视为黑体。
如图所示,如果在一个空腔壁上开一个小孔,那么射入小孔的电磁波在空腔内表面会发生多次反射和吸收,最终不能从空腔射出这个小孔就成了一个“绝对黑体”。
4.一般物体与黑体的比较二、黑体辐射的实验规律1.黑体辐射实验规律温度一定时:黑体辐射强度 (单位时间内从物体单位面积上所发射的各种波长的总辐射能)随波长的分布有个极大值。
随着温度的升高:(1)各种波长的辐射强度都有增加;(2)辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。
特别提醒:黑体热辐射规律比一般物体的热辐射规律更简单,它辐射的电磁波强度按波长的分布只跟黑体温度有关。
三、普朗克能量量子化假说1.能量子定义普朗克认为,振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍,当带电微粒辐射或吸收能量时,也是以这个最小能量值为单位一份一份地辐射或吸收的,这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子。
物理选修3-5人教版第十七章波粒二象性章末复习
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例1
光电效应的规律是:
(1) 任何一种金属都有一__极__限____频率, 入射光的 频率必须_大__于_____这个频率, 才能产生光电效应;
一、黑体辐射:能量子假说的提出 1.黑体辐射 (1)黑体:如果一个物体能够吸收照射到它上面的 _全__部__辐__射___而无反射,这种物体就是黑体. (2)黑体辐射:黑体发出的电磁辐射.
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2.能量子假说 (1)能量子 ①提出的目的:普朗克为了克服经典物理学对黑体 辐射现象解释的困难而提出的. ②含义:物质发射(或吸收)能量时,能量不是 __连__续__的__,而是__一__份__一__份__地进行的,每一份就是一 个最小的能量单位.这个不可再分的最小的能量单 位称为“能量子”.
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三、光的波粒二象性:光的本性揭示 1.爱因斯坦的光子说成功地解释了光电效应,说明 光具有____粒__子__性,而在此之前,人们所观察到光的干 涉、衍射、偏振等实验事实,清楚地显示光具有 ___波___动__性,光既具有波动性又具有粒子性,也就是光 具有______波__粒__二__象.性 2.在宏观上大量光子表现为波动性,在微观上少数 光子与其他物质产生作用时往往表现为粒子性,即光 具有波粒二象性.波粒二象性揭示了光的本性.
精品高中物理第十七章波粒二象性章末小结学案新人教版选修3
第十七章 波粒二象性章 末 小 结波粒二象性⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎧能量量子化⎩⎪⎨⎪⎧黑体辐射的实验规律:随着温度的升高,各种波长的 辐射强度都增加;辐射强度的极大值向波长较短的方向移动能量子:微观粒子的能量是量子化的;ε=h ν光电效应⎩⎪⎪⎨⎪⎪⎧现象:光现象转化电现象本质:电子吸收光子光电子结论:①光具有粒子性—— 光子 ②光具有波粒二象性光子说:光子能量ε=h ν光电效应方程:12mv 2=h ν-W 0康普顿效应:光子不仅具有能量,也具有动量,p =h λ光的波粒二象性⎩⎪⎨⎪⎧①光既具有波动性,又具有粒子性②大量的光子产生的效果显示波动性;个别光子产生的 效果显示粒子性③波长短的电磁波粒子性显著,波长长的电磁波波动性显著粒子波动性⎩⎪⎨⎪⎧德布罗意波(物质波)⎩⎪⎨⎪⎧ 波长:λ=hp频率:ν=εh 电子衍射对粒子的波动性的验证。
概率波不确定关系:Δx Δp ≥h 4π,Δx 表示粒子位置不确定量,Δp 表示粒子在x 方向上的动量的不确定量。
一、应用光电效应方程解题的方法 光电效应方程表达式为E k =h ν-W 0。
其中,E k =12m e v 2为光电子的最大初动能,W 0为逸出功。
光电效应方程表明,光电子最大初动能与入射光的频率ν呈线性关系,与光强无关。
只有当h ν>W 0时,才有光电子逸出,νc =W 0h就是光电效应的截止频率。
(1)常见物理量的求解(2)应用光电效应规律解题应当明确①光电效应规律中“光电流的强度”指的是光电流的饱和值(对应从阴极发射出的电子全部被拉向阳极的状态)。
因为光电流未达到饱和值之前,其大小不仅与入射光的强度有关,还与光电管两极间的电压有关,只有在光电流达到饱和值以后才和入射光的强度成正比。
②明确两个决定关系a .逸出功W 0一定时,入射光的频率决定着能否产生光电效应以及光电子的最大初动能。
b .入射光的频率一定时,入射光的强度决定着单位时间内发射出来的光电子数。
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第十七章 波粒二象性
1. [2014·江苏高考]已知钙和钾的截止频率分别为7.73×1014 Hz 和5.44×1014 Hz ,在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应,比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子,钙逸出的光电子具有较大的________。
A .波长
B .频率
C .能量
D .动量
解析:由光电效应方程E km =h ν-W =h ν-h ν0
钙的截止频率大,因此钙中逸出的光电子的最大初动能小,其动量p =2mE km ,故动量小,由λ=h p ,可知波长较大,则频率较小,选项A 正确。
答案:A
2.[2014·广东高考]在光电效应实验中,用频率为ν的光照射光电管阴极,发生了光电效应,下列说法正确的是( )
A .增大入射光的强度,光电流增大
B .减小入射光的强度,光电效应现象消失
C .改用频率小于ν的光照射,一定不发生光电效应
D .改用频率大于ν的光照射,光电子的最大初动能变大
解析:在发生光电效应的前提下,光电流大小与λ射光的强度成正比,A 对。
能否发生光电效应由λ射光的频率决定,B 错,由E k =h ν-W 0可知。
C 错,D 对。
答案:AD
3.[2013·上海高考]某半导体激光器发射波长为1.5×10-6 m ,功率为5.0×10-3 W 的连续
激光。
已知可见光波长的数量级为10-7 m ,普朗克常量h =6.63×10-34 J·s,该激光器发
出的( )
A .是紫外线
B .是红外线
C .光子能量约为1.3×10-18 J
D .光子数约为每秒3.8×1016个
解析:由于激光波长大于可见光波长,所以该激光器发出的是红外线,选项B 正确,A 错误。
由E =hc λ可得光子能量约为E =6.63×10-34×3×1081.5×10
-6 J =1.3×10-19 J ,选项C 错误。
光子数约为每秒n =P E =3.8×1016
个,选项D 正确。
答案:BD
4.[2013·北京高考]以往我们认识的光电效应是单光子光电效应,即一个电子在极短时间内只能吸收到一个光子而从金属表面逸出。
强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识,用强激光照射金属,由于其光子密度极大,一个电子在极短时间内吸收多个光子成为可能,从而形成多光子光电效应,这已被实验证实。
光电效应实验装置示意如图。
用频率为ν的普通光源照射阴极K ,没有发生光电效应。
换用同样频率ν的强激光照射阴极K ,则发生了光电效应;此时,若加上反向电压U ,即将阴极K 接电源正极,阳极A 接电源负极,在KA 之间就形成了使光电子减速的电场。
逐渐增大U ,光电流会逐渐减小;当光电流恰好减小到零时,所加反向电压U 可能是下列的(其中W 为逸出功,h 为普朗克常量,e 为电子电量)( )
A .U =h νe -W e
B .U =2h νe -W e
C .U =2h ν-W
D .U =5h ν2e -W e
解析:由题意可知一个电子吸收多个光子仍然遵守光电效应方程,设电子吸收了n 个光子,则逸出的光电子的最大初动能为E k =nh ν-W (n =2,3,4…),逸出的光电子在遏止电压下运动时应有E k =eU ,由以上两式联立得U =nh ν-W e
,若取n =2,则B 正确。
答案:B
5.[2012·江苏高考]A 、B 两种光子的能量之比为2∶1,它们都能使某种金属发生光电效应,且所产生的光电子最大初动能分别为E A 、E B ,求A 、B 两种光子的动量之比和该金属的逸出功。
解析:光子能量ε=h ν,动量p =h λ,且ν=c λ
得p =εc
,则p A ∶p B =2∶1 A 照射时,光电子的最大初动能E A =εA -W 0。
同理,E B =εB -W 0。
解得W 0=E A -2E B
答案:2∶1 E A -2E B。