高考物理总复习 14.2波粒二象性课件
合集下载
高二物理竞波粒二象性课件
10
5）光的波粒二象性： 干涉、衍射和偏振显示了光的波动性， 光电效应和康普顿效应显示了光的粒子性。 光波也是几率波，光波的干涉是 几率波之间的干涉。 光的波动性是指具有可叠加性， 光的粒子性是指具有可分割性， 这就是我们所说的光的波粒二象性。
11
6）光波粒子性的可观察性与光波频率的关系 波长较长时，个别光子不易显示出 可观的效应，此时，光波显示的是 大量光子的统计行为，即光的波动性。 波长越短波，个别光子的粒子性就 越明显。 X射线在康普顿散射中显示的粒子性 相当明显。
波动是电子本身的固有属性， 每个电子通过一个单缝的几率各占50%， 干涉正是发生在这两部分的“几率波”之间，
实物粒子ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ是几率波。
9
光子与实物粒子的不同之处 （1）实物粒子具有静止质量，
光子没有静止质量。 （2）实物粒子的速度取小于光速的任意值，
光子的速度只能为 c 。
（3）实物粒子的运动可以用确定的轨道 来描述，光子没有确定的轨道。
因此，随 增大越来越多。
6
（4）同一散射角，0 强度随原子序数增大 而增大、强度随N增大减小的原因是:
随N增大，被原子核束缚形成 原子实的电子越来越多， 光子与自由电子碰撞的机会越来越少， 与原子实碰撞的机会越来越多。 因此，散射光中原波长的成分就 越来越强、新波长的成分越来越弱。
7
3）电子的杨氏双缝实验显示的波动性 （1）装置和强度分布
12
玻尔原子模型与爱因斯坦辐射理论
1．原子结构经典理论的困难
1）原子结构的经典理论 原子是由带正电的原子核和带负电的电子组成， 它们之间存在着服从平方反比律的静电吸引力。
按照牛顿三定律，必然得到如下结论： （1）电子绕核沿圆或椭圆轨道不断旋转
5）光的波粒二象性： 干涉、衍射和偏振显示了光的波动性， 光电效应和康普顿效应显示了光的粒子性。 光波也是几率波，光波的干涉是 几率波之间的干涉。 光的波动性是指具有可叠加性， 光的粒子性是指具有可分割性， 这就是我们所说的光的波粒二象性。
11
6）光波粒子性的可观察性与光波频率的关系 波长较长时，个别光子不易显示出 可观的效应，此时，光波显示的是 大量光子的统计行为，即光的波动性。 波长越短波，个别光子的粒子性就 越明显。 X射线在康普顿散射中显示的粒子性 相当明显。
波动是电子本身的固有属性， 每个电子通过一个单缝的几率各占50%， 干涉正是发生在这两部分的“几率波”之间，
实物粒子ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ是几率波。
9
光子与实物粒子的不同之处 （1）实物粒子具有静止质量，
光子没有静止质量。 （2）实物粒子的速度取小于光速的任意值，
光子的速度只能为 c 。
（3）实物粒子的运动可以用确定的轨道 来描述，光子没有确定的轨道。
因此，随 增大越来越多。
6
（4）同一散射角，0 强度随原子序数增大 而增大、强度随N增大减小的原因是:
随N增大，被原子核束缚形成 原子实的电子越来越多， 光子与自由电子碰撞的机会越来越少， 与原子实碰撞的机会越来越多。 因此，散射光中原波长的成分就 越来越强、新波长的成分越来越弱。
7
3）电子的杨氏双缝实验显示的波动性 （1）装置和强度分布
12
玻尔原子模型与爱因斯坦辐射理论
1．原子结构经典理论的困难
1）原子结构的经典理论 原子是由带正电的原子核和带负电的电子组成， 它们之间存在着服从平方反比律的静电吸引力。
按照牛顿三定律，必然得到如下结论： （1）电子绕核沿圆或椭圆轨道不断旋转
高三总复习物理课件 光电效应 波粒二象性
子在电容器中做减速运动，由动能定理得－eU＝0－Ek，电容器两极板间的电势差 为 U＝QC，根据以上各式，解得 ν＝νc＋CQhe，故选项 C 正确，选项 A、B、D 错误。 答案：C
1．光电效应的两条对应关系 入射光强度大→光子数目多→发射光电子多→光电流大； 光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大。 2．光电效应中三个重要关系式 (1)爱因斯坦光电效应方程：Ek＝hν－W0。 (2)光电子的最大初动能 Ek 与遏止电压 Uc 的关系：Ek＝eUc。 (3)逸出功 W0 与极限频率 νc 的关系：W0＝hνc。
3．[爱因斯坦光电效应方程的应用]
如图所示，有一束单色光入射到极限频率为 νc 的金属板 K 上， 具有最大初动能的某出射电子，沿垂直于平行板电容器极板的
方向，从左侧极板上的小孔入射到两极板间的匀强电场后，到
达右侧极板时速度刚好为零。已知电容器的电容为 C，带电荷
量为 Q，极板间距为 d，普朗克常量为 h，电子电荷量的绝对值为 e，不计电子的
光电效应 波粒二象性
01 立足“四层”
夯基础
清单·记牢·悟透
02
着眼“四翼” 探考点
题型·规律·方法
01
立足“四层” 夯基础
清单·记牢·悟透
一、光电效应
1．光电效应现象：在光的照射下，金属中的电子从金属表面逸出的现象，称为光 电效应，发射出来的电子称为_光__电__子___。
2．光电效应的四个规律 (1)每种金属都有一个_极___限__频__率__。 (2)光照射到金属表面时，光电子的发射几乎是__瞬__时__的。 (3)光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光的__频__率__的增大而增大。 (4)光电流的强度与入射光的__强__度__成正比。 3．遏止电压与截止频率 (1)遏止电压：使光电流减小到零的反向电压 Uc。 (2)截止频率：能使某种金属发生光电效应的__最__小__频率叫作该种金属的截止频率 (又叫极限频率)。不同的金属对应着不同的极限频率。
1．光电效应的两条对应关系 入射光强度大→光子数目多→发射光电子多→光电流大； 光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大。 2．光电效应中三个重要关系式 (1)爱因斯坦光电效应方程：Ek＝hν－W0。 (2)光电子的最大初动能 Ek 与遏止电压 Uc 的关系：Ek＝eUc。 (3)逸出功 W0 与极限频率 νc 的关系：W0＝hνc。
3．[爱因斯坦光电效应方程的应用]
如图所示，有一束单色光入射到极限频率为 νc 的金属板 K 上， 具有最大初动能的某出射电子，沿垂直于平行板电容器极板的
方向，从左侧极板上的小孔入射到两极板间的匀强电场后，到
达右侧极板时速度刚好为零。已知电容器的电容为 C，带电荷
量为 Q，极板间距为 d，普朗克常量为 h，电子电荷量的绝对值为 e，不计电子的
光电效应 波粒二象性
01 立足“四层”
夯基础
清单·记牢·悟透
02
着眼“四翼” 探考点
题型·规律·方法
01
立足“四层” 夯基础
清单·记牢·悟透
一、光电效应
1．光电效应现象：在光的照射下，金属中的电子从金属表面逸出的现象，称为光 电效应，发射出来的电子称为_光__电__子___。
2．光电效应的四个规律 (1)每种金属都有一个_极___限__频__率__。 (2)光照射到金属表面时，光电子的发射几乎是__瞬__时__的。 (3)光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光的__频__率__的增大而增大。 (4)光电流的强度与入射光的__强__度__成正比。 3．遏止电压与截止频率 (1)遏止电压：使光电流减小到零的反向电压 Uc。 (2)截止频率：能使某种金属发生光电效应的__最__小__频率叫作该种金属的截止频率 (又叫极限频率)。不同的金属对应着不同的极限频率。
高三物理一轮复习精品课件：波粒二象性
Ⅰ卷·T35(1)：光电效 应
Ⅱ卷·T35(1)：核反应 Ⅲ卷·T35(1)：核反应 和质能关系
Ⅰ卷·T17：质量亏损与 核能的计算 Ⅱ卷·T15：动量守恒、 衰变、质量亏损 Ⅲ卷·T19：光电效应方 程
裂变反应和聚变反应、裂变反应堆 Ⅰ
射线的危害和防护
Ⅰ
基础课1 波粒二象性
知识排查
光电效应
1.光电效应现象：在光的照射下金属中的电子从金属表面逸出的现象，称为光电效 应，发射出来的电子称为 光电子 。
性。
2.物质波 (1)概率波 光的干涉现象是大量光子的运动遵守波动规律的表现，亮条纹是光子到达概率 大 的地方，暗条纹是光子到达概率 小 的地方，因此光波又叫概率波。 (2)物质波 任何一个运动着的物体，小到微观粒子大到宏观物体都有一种波与它对应，其波
h
长λ＝
p
，p为运动物体的动量，h为普朗克常量。
3.区分光电效应中的四组概念
(1)光子与光电子：光子指光在空间传播时的每一份能量，光子不带电；光电子是 金属表面受到光照射时发射出来的电子，其本质是电子。 (2)光电子的动能与光电子的最大初动能。 (3)光电流和饱和光电流：金属板飞出的光电子到达阳极，回路中便产生光电流， 随着所加正向电压的增大，光电流趋于一个饱和值，这个饱和值是饱和光电流， 在一定的光照条件下，饱和光电流与所加电压大小无关。 (4)入射光强度与光子能量：入射光强度指单位时间内照射到金属表面单位面积上 的总能量。
正确。 答案 B
3.(2017·全国卷Ⅲ，19)(多选)在光电效应实验中，分别用频率为νa、νb的单色光a、 b照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为Ua和Ub，光电子的最大初动能 分别为Eka和Ekb。h为普朗克常量。下列说法正确的是( ) A.若νa＞νb，则一定有Ua＜Ub B.若νa＞νb，则一定有Eka＞Ekb C.若Ua＜Ub，则一定有Eka＜Ekb D.若νa＞νb，则一定有hνa－Eka＞hνb－Ekb
光的波粒二象性ppt课件
钢针的衍射
圆孔衍射
编辑版pppt
圆屏衍射
25
疑难辨析1：单缝衍射图样与双缝干涉图样的区别
（1）条纹宽度有别：
双缝干涉条纹是等宽的，条纹间的距离是相等 的，而单缝衍射中央亮纹最宽，两侧亮纹是等宽的。
（2）光强分布不同
双缝干涉条纹如果不考虑距离的远近造成传播
上的损失，每条亮纹的光强分布是相同的，而单缝
编辑版pppt
水波、声波都会发 生衍射现象，它们 发生衍射的现象特 征是什么？
16
知识回顾：波的衍射
①波可以绕过障碍物继续传播，这种现象叫做 波的衍射。
②只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相 差不多，或者比波长更小时，才能观察到明 显的衍射现象。
③一切波都能发生衍射，衍射是波特有的现象。
编辑版pppt
光的波粒二象性
编辑版pppt
1
光到底是什么？……………
17世纪明确形成 了两大对立学说
由于波动说没有 数学基础以及牛 顿的威望使得微 粒说一直占上风
牛顿
19世纪初证明了 波动说的正确性
惠更斯
微粒说
19世纪末光电效应现象使得 爱因斯坦在20世纪初提出了 光子说：光具有粒子性
波动说
这里的光子完编全辑不版p同ppt 于牛顿所说的“微粒” 2
编辑版pppt
8
光的干涉
1801年，英国物理学家托马斯·杨（1773~1829）
在实验室里成功的观察到了光的干涉．
一、光的干涉现象---杨氏干涉实验
1、装置特点：
（1）双缝很近 0.1mm，
单缝 双缝
屏幕
（2）双缝S1、S2与单缝S的距离相等，
2、①要用单色光
②单孔的作用：是获得点光源 ③双孔的作用：相当于两个振
2017年高考一轮冲刺总复习：14.2《波粒二象性》ppt精品课件
()
(4)入射光的频率越大,逸出功越大。 ( )
答案 D (1)✕ (2)√ (3)✕ (4)✕
第5页，共24页。
三、光的波粒二象性与物质波
1.光的波粒二象性
(1)光的干涉、衍射、偏振现象说明光具有①
(2)光电效应说明光具有②
性。
粒子
(3)光既具有波动性,又具有粒子性,称为光的③
2.物质波
性。
波动
。W0
(2)物理意义:金属表面的电子吸收一个光子获得的能量是hν,这些能量的一
部分用来克服金属的⑤
初动能Ek= me1v2。 自测2 (辨析2题)
逸出功,剩W0下的表现为逸出后光电子的最大
(1)光电子就是光子。 ( )
(2)极限频率越大的金属材料逸出功越大。 ( )
(3)从金属表面出来的光电子的最大初动能越大,这种金属的逸出功越小。
答案 A 从光照至金属表面上到发射出光电子是瞬时发生的,与入射光
强度无关,B错;对某种金属来说,入射光波长必须小于一极限值,才能产生 光电效应,光子的最大初动能与入射光的频率和金属的种类有关,C、D错。
第12页，共24页。
考点二 光电效应方程及图像问题
1.利用光电效应方程分析问题,应把握的三个关系
(1)从数量上看:个别光子的作用效果往往表现为粒子性;大量光子的作用
效果往往表现为波动性。
(2)从频率上看:频率越低波动性越显著,越容易看到光的干涉和衍射现象; 频率越高粒子性越显著,越不容易看到光的干涉和衍射现象,贯穿本领越 强。
(3)从传播与作用上看:光在传播过程中往往表现出波动性;在与物质发生 作用时往往表现为粒子性。
第10页，共24页。
光电效应的实质及发生条件 (1)光电效应的实质是金属中的电子获得能量后逸出金属表面,从而使金属 带上正电。
高考物理一轮复习课件波粒二象性和原子物理光电效应波粒二象性
逸出功与截止频率关系
金属的逸出功等于截止频率对应的光子能量，即 W=hν0，其中W为逸出功，ν0为截止频率。
3
最大初动能与入射光频率关系
光电子的最大初动能等于入射光子的能量减去逸 出功，即Ek=hν-W。
截止频率与逸出功关系分析
截止频率决定能否发生光 电效应
当入射光的频率低于金属的截止频率时，无 论光强问题。
03
实验题型的应对策略
针对实验题型，提供应对策略和解题方法，帮助学生理解实验原理、掌
握实验步骤和数据处理方法。
应试心态调整和备考建议
01
02
03
考前心态调整
分享一些有效的心理调适 方法，帮助学生缓解考前 紧张情绪，保持良好的心 态。
备考时间规划
提供备考时间规划建议， 指导学生合理安排复习时 间，确保复习效果。
发射电子束，经过加速和聚焦后照射 到晶体上，观察衍射图案并记录数据 。
02
原子物理基础知识梳理
原子结构模型发展历程
汤姆孙模型
提出原子是一个均匀带正电的球 体，电子镶嵌在其中，即“枣糕
模型”。
卢瑟福模型
根据α粒子散射实验，提出原子的 核式结构模型，即原子中心有一个 带正电的原子核，电子绕核运动。
玻尔模型
物理意义
测不准原理揭示了微观粒子运动的基本规律，表明微观世界 的粒子具有波粒二象性。它否定了经典力学中绝对确定性的 观念，是量子力学的重要基石。
量子态概念及叠加原理
量子态概念
在量子力学中，微观粒子的状态用波函数描述，波函数包含了粒子所有可能的状态信息。量子态是波函数的抽象 表示，代表粒子在某一时刻的状态。
典型问题
问题描述
一维无限深势阱是量子力学中的一个理 想模型，势阱内的粒子受到无限大势能 的限制，只能在势阱内运动。求解该模 型可以得到粒子在势阱中的能级和波函 数。
金属的逸出功等于截止频率对应的光子能量，即 W=hν0，其中W为逸出功，ν0为截止频率。
3
最大初动能与入射光频率关系
光电子的最大初动能等于入射光子的能量减去逸 出功，即Ek=hν-W。
截止频率与逸出功关系分析
截止频率决定能否发生光 电效应
当入射光的频率低于金属的截止频率时，无 论光强问题。
03
实验题型的应对策略
针对实验题型，提供应对策略和解题方法，帮助学生理解实验原理、掌
握实验步骤和数据处理方法。
应试心态调整和备考建议
01
02
03
考前心态调整
分享一些有效的心理调适 方法，帮助学生缓解考前 紧张情绪，保持良好的心 态。
备考时间规划
提供备考时间规划建议， 指导学生合理安排复习时 间，确保复习效果。
发射电子束，经过加速和聚焦后照射 到晶体上，观察衍射图案并记录数据 。
02
原子物理基础知识梳理
原子结构模型发展历程
汤姆孙模型
提出原子是一个均匀带正电的球 体，电子镶嵌在其中，即“枣糕
模型”。
卢瑟福模型
根据α粒子散射实验，提出原子的 核式结构模型，即原子中心有一个 带正电的原子核，电子绕核运动。
玻尔模型
物理意义
测不准原理揭示了微观粒子运动的基本规律，表明微观世界 的粒子具有波粒二象性。它否定了经典力学中绝对确定性的 观念，是量子力学的重要基石。
量子态概念及叠加原理
量子态概念
在量子力学中，微观粒子的状态用波函数描述，波函数包含了粒子所有可能的状态信息。量子态是波函数的抽象 表示，代表粒子在某一时刻的状态。
典型问题
问题描述
一维无限深势阱是量子力学中的一个理 想模型，势阱内的粒子受到无限大势能 的限制，只能在势阱内运动。求解该模 型可以得到粒子在势阱中的能级和波函 数。
高考物理一轮总复习课件：132波粒二象性
图象名称
图线形状
最大初动能 Ek 与入射 光频率 ν 的关系 图线
由图线直接(间接) 得到的物理量
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|＝E ③普朗克常量：图线的斜率 k＝h
图象名称
颜色相同、强度不同 的光，光电流与电压 的关系
加深理解 光电效应的规律
1．每种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率才能产生 光电效应．
2．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． 3．当入射光的频率大于极限频率时，饱和光电流的强度与入射光的强度成正 比． 4．光电效应的发生几乎瞬时的，一般不超过10－9 s.
2018高三一轮总复习
物理
提高效率 ·创造未来 ·铸就辉煌
必考部分 原子物理学/13章
第十三章 原子物理
第2节 波粒二象性
栏
目
抓知识点 1
导
航
抓重难点 2
3 抓易错点
4 课时跟踪检测
1
抓知识点 用心研读 领悟细微深处
一、光电效应 1．定义 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．光电子 光电效应 中发射出来的电子．
A．U＝heν－We C．U＝2hν－W
B．U＝2he ν－We D．U＝52heν－We
解析：由光电效应方程可知：
nhν＝W＋12mv2(n＝2,3,4…)① 在减速电场中由动能定理得－eU＝0－12mv2② 联立①②得：U＝nheν－We (n＝2,3,4…)，选项 B 正确． 答案：B
重难点 2 光电效应的图象分析
3．光电流和饱和光电流：金属板飞出的光电子到达阳极，回路中便产生光电 流，随着所加正向电压的增大，光电流趋于一个饱和值，这个饱和值是饱和光电 流，在一定的光照条件下，饱和光电流与所加电压大小无关．
波粒二象性-PPT课件
公式：
2 2
M c2 kT
瑞利--金斯公式高频段不行--“紫外灾难”！
普朗克(Max Karl Ernst Ludwig Planck,
1858―1947) 德国物理学家，量子物理学的开创
者和奠基人。 普朗克的伟大成就，就是创立了量
子理论，1900年12月14日他在德国物理 学会上，宣读了《关于正常光谱中能量分布定律的理 论》的论文，提出了能量量子化假设，并导出了黑体 辐射的能量分布公式。
26.2 光电效应
I
IS
3
GA
K
2
1
U
Ue 0
U
1). 饱和光电流强度与入射光强度成正比。
说明：每秒内从阴极Байду номын сангаас出的光电子的数目与入射 光的强度成正比。
I IS
Ue 0
3 2 1
U
1 2
mvm2
eUe
2).当电流减小到 0 甚至为负值时，光电流 并不为 0 ，只有当反向电压等于 Ue 时，光电流 才为 0 。Ue 称为截至电压。
光子的概念赋予了电磁场更具体的物质特性-电磁场由大量光子组成。电磁场对处于其中的带电 粒子的作用实际上是光子撞击带电粒子的宏观表现。 粗略地说，空间某处比较强的电场意味着比较大的 光子数密度。
至今人们关于光本质的认识被概括为光具有波 粒二象性，即：在一些物理过程中，光显示出干涉 和衍射等典型的波动特征；在其他物理过程中，光 表现为具有确定动量和能量的粒子特征。
E = nε , n =1, 2, 3, ....
ε 叫能量子，n 为量子数，它只取正整数--能量量 子化。
对于频率为ν 的谐振子，最小能量为：
ε= hν h = 6.626075×10-34 J·s
波粒二象性ppt课件
法国物理学家，1929年诺 贝尔物理学奖获得者，波 动力学的创始人，量子力 学的奠基人之一。
他认为，“整个世纪以来（指19世纪） 在光学中比起波动的研究方法来，如果说 是过于忽视了粒子的研究方法的话，那么 在实物的理论中，是否发生了相反的错误 呢？是不是我们把粒子的图象想得太多， 而过分忽略了波的图象呢”
不确定关系说明经典描述手段对微观粒子不再适用。
不确定关系指明了宏观物理与微观物理的分界线。在某个具
体问题中，粒子是否可作为经典粒子来处理，起关健作用的 是普朗克恒量h的大小。
最新课件
26
例1.一颗质量为10g 的子弹，具有200m·s-1的速率，若其动量的 不确定范围为动量的0. 01%(这在宏观范围是十分精确的了)， 则该子弹位置的不确定量范围为多大?
最新课件
28
感谢亲观看此幻灯片，此课件部分内容来源于网络， 如有侵权请及时联系我们删除，谢谢配合！
最新课件
29
波长的散射光强度，作了大量 X 射线散射实验。
对证实康普顿效应作出了 重要贡献。
最新课件
吴有训 （1897-1977）
中国近代物理学奠基人
10
二、光的波粒二象性
1.光子的动量
Em2c
Eh
m h
c2
Pmch c2 •chc h
最新课件
11
二、光的波粒二象性
2.光是一种概率波
实验结论：
a.每个光子落在哪 点是不确定的
康普顿于1927年获诺贝尔物理奖。
最新课件
(1892-1962)美国物理学家
9
一、康普顿效应
4.康普顿散射实验的意义 ：
中国物理学家吴有训对研究康普顿效应的贡献 1923年,参加了发现康普顿效应的研究工作.
大学物理波粒二象性(PPT课件)
第六篇 量子物理基础
前 言
在20世纪纪初，发生了三次概念上的
革命，它们深刻地改变了人们对物理世界
的了解，这就是狭义相对论（1905年）、
广义相对论（1916年）和量子力学（1925 年）。
经典物理（18－19 世纪）
牛顿力学、热力学、经典统计力学、经典电磁理论， 19世纪末趋于完善。使人感到，经典物理似可解决 所有问题:
铁块温度升高时颜色的变化
低温物体（例如人体）也有热辐射，但辐射较弱， 并且主要成分是波长较长的红外线。
头部的红外照片（热的地方显白色，冷的显黑色）
直觉:
低温物体发出的是红外光
炽热物体发出的是可见光
高温物体发出的是紫外光
注意：
热辐射与温度有关 但并不是所有发光现象都是热辐射 例如：激光、日光灯发光就不是热辐射
二、 描述热辐射的基本物理量
1) 光谱辐射出射度(也称单色辐射本领)
单位时间内从物体单位表面发出的波长在 附近单位波长间隔内的电磁波的能量 M λ (T )
T
单位面积
dE ( dλ)（单位时间内）
d E M (T ) d
M (T ) M (T )d
0
普朗克常量： h 6.626 10
34
3
Js
M.Planck 德国人 1858－1947
4.136 10 e V s
15
在全波段与实验结果惊人符合
M (10 - 9 W/(m2 Hz))
2 2 （1900） M (T ) 2 kT c
“紫外灾难”
实验曲线
T 2000 K
/1014Hz
W/(m2 Hz)
m
不同温度下的黑体辐射 M～ 曲线
前 言
在20世纪纪初，发生了三次概念上的
革命，它们深刻地改变了人们对物理世界
的了解，这就是狭义相对论（1905年）、
广义相对论（1916年）和量子力学（1925 年）。
经典物理（18－19 世纪）
牛顿力学、热力学、经典统计力学、经典电磁理论， 19世纪末趋于完善。使人感到，经典物理似可解决 所有问题:
铁块温度升高时颜色的变化
低温物体（例如人体）也有热辐射，但辐射较弱， 并且主要成分是波长较长的红外线。
头部的红外照片（热的地方显白色，冷的显黑色）
直觉:
低温物体发出的是红外光
炽热物体发出的是可见光
高温物体发出的是紫外光
注意：
热辐射与温度有关 但并不是所有发光现象都是热辐射 例如：激光、日光灯发光就不是热辐射
二、 描述热辐射的基本物理量
1) 光谱辐射出射度(也称单色辐射本领)
单位时间内从物体单位表面发出的波长在 附近单位波长间隔内的电磁波的能量 M λ (T )
T
单位面积
dE ( dλ)（单位时间内）
d E M (T ) d
M (T ) M (T )d
0
普朗克常量： h 6.626 10
34
3
Js
M.Planck 德国人 1858－1947
4.136 10 e V s
15
在全波段与实验结果惊人符合
M (10 - 9 W/(m2 Hz))
2 2 （1900） M (T ) 2 kT c
“紫外灾难”
实验曲线
T 2000 K
/1014Hz
W/(m2 Hz)
m
不同温度下的黑体辐射 M～ 曲线
高三物理光的波粒二象性复习PPT优秀课件
返回
自我检测区
123 4
1234
1.一个沿着一定方向运动的光子和一个原来静止的自由 电子相互碰撞，碰撞之后电子向某一方向运动，而光 子沿着另一方向散射出去.则这个散射光子跟原来入射 时相比( ) A.散射光子的能量减少 B.光子的能量增加，频率也增大 C.速度减小 D.波长减小
1234
解析 由于光子既具有能量，也具有动量，因此在碰 撞过程中遵循能量守恒定律，所以光子能量减少，频 率减小，波长增大. 答案 A
去说明光的一切行为，只能认为光具有波粒二象性
解析 19世纪初，人们成功地在实验中观察到了光的干涉、 衍射现象，这属于波的特征，微粒说无法解释.但到了19世纪 末又发现了光的新现象——光电效应，这种现象波动说不能 解释，证实光具有粒子性.因此，光既具有波动性，又具有粒 子性，但不同于宏观的机械波和质点.波动性和粒子性是光在 不同的情况下的不同表现，是同一客观事物的两个不同侧面、 不同属性，我们无法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.故选项D正确. 答案 D
答案 底片上的亮点表明，光表现出粒子性，也看到 光子的运动与宏观现象中质点的运动不同，没有一定 的轨道.丙和丁图样说明，光的波动性是大量光子表现 出来的现象，在干涉条纹中，那些光波强的地方是光 子到达机会多的地方或是到达几率大的地方，光波弱 的地方是光子到达机会少的地方.光子在空间出现的概 率可以通过波动的规律确定，所以光是一种概率波.
1234
2.下列实验中，能证实光具有粒子性的是( A ) A.光电效应实验 B.光的双缝干涉实验 C.光的圆孔衍射实验 D.泊松亮斑实验 解析 光的双缝干涉、圆孔衍射、泊松亮斑实验都说 明光具有波动性.
1234
3.下列现象中说明光具有波动性的是( BC )
自我检测区
123 4
1234
1.一个沿着一定方向运动的光子和一个原来静止的自由 电子相互碰撞，碰撞之后电子向某一方向运动，而光 子沿着另一方向散射出去.则这个散射光子跟原来入射 时相比( ) A.散射光子的能量减少 B.光子的能量增加，频率也增大 C.速度减小 D.波长减小
1234
解析 由于光子既具有能量，也具有动量，因此在碰 撞过程中遵循能量守恒定律，所以光子能量减少，频 率减小，波长增大. 答案 A
去说明光的一切行为，只能认为光具有波粒二象性
解析 19世纪初，人们成功地在实验中观察到了光的干涉、 衍射现象，这属于波的特征，微粒说无法解释.但到了19世纪 末又发现了光的新现象——光电效应，这种现象波动说不能 解释，证实光具有粒子性.因此，光既具有波动性，又具有粒 子性，但不同于宏观的机械波和质点.波动性和粒子性是光在 不同的情况下的不同表现，是同一客观事物的两个不同侧面、 不同属性，我们无法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.故选项D正确. 答案 D
答案 底片上的亮点表明，光表现出粒子性，也看到 光子的运动与宏观现象中质点的运动不同，没有一定 的轨道.丙和丁图样说明，光的波动性是大量光子表现 出来的现象，在干涉条纹中，那些光波强的地方是光 子到达机会多的地方或是到达几率大的地方，光波弱 的地方是光子到达机会少的地方.光子在空间出现的概 率可以通过波动的规律确定，所以光是一种概率波.
1234
2.下列实验中，能证实光具有粒子性的是( A ) A.光电效应实验 B.光的双缝干涉实验 C.光的圆孔衍射实验 D.泊松亮斑实验 解析 光的双缝干涉、圆孔衍射、泊松亮斑实验都说 明光具有波动性.
1234
3.下列现象中说明光具有波动性的是( BC )
第14.2节波粒二象性(原卷版)
第十四章微观粒子的波粒二象性14.2 波粒二象性目标导航一、康普顿效应1. 光的散射：光在介质中与物质微粒相互作用，因而传播方向发生改变，这种现象叫做光的散射。
2. 康普顿效应在研究石墨对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。
波长变长说明能量有损失。
3. 光的散射经典解释出现矛盾入射的电磁波引起物质内部带电微粒的受迫振动，振动着的带电微粒进而再次产生电磁波，并向四周辐射，这就是散射波。
散射的X射线频率应该等于带电粒子受迫振动的频率，也就是入射X射线的频率。
相应地，X射线的波长也不会在散射中发生变化。
4. 光子模型解释康普顿效应光子不仅具有能量，而且具有动量，光子的动量p与光的波长λ和普朗克常量h有关：波长变长的解释：碰撞过程中动量减小，所以波长增大，即：Pλ↓↑例1. 康普顿在研究石墨对X射线的散射时，发现散射的X射线中，除了有与入射波长相同的成分外，还有其他波长的X射线，这是由入射光子与晶体中的电子碰撞引起的。
已知普朗克常量为h。
下列说法错误的是（）A．康普顿效应揭示了光的粒子性B．光子散射后波长变大C．光子与电子碰撞后速度变小D．若碰撞后电子的动量为p，则其物质波波长为h p二、光的波粒二象性1. 光的本质的认识过程：2. 光的波粒二象性：光既具有波动性，又具有粒子性。
光的粒子性和波动性是在不同条件下的表现。
传播的过程中，表现出波动性；波长较长时，波动性较强。
与物体相互作用时，表现出粒子性；波长较短时，粒子性较强。
3. 实验验证：将激光光源的强度逐渐调弱，每次只有一个光子通过单缝。
单缝衍射像如下。
当光子比较少时表现为粒子性，光子比较多时在衍射图样明暗条纹清晰，波动性表现明显。
说明在明条纹处光子出现的概率较大，所以光波也称为概率波/几率波。
例2. 下列关于概率波的说法中，正确的是（）A．概率波就是机械波B．物质波是一种概率波C．概率波和机械波的本质是一样的，都能发生干涉和衍射现象D．在光的双缝干涉实验中，若粒子每次都是一个一个地通过，能确定粒子会通过哪一个缝三、实物粒子的波粒二象性1. 德布罗意波(1) 1924年，德布罗意把光的波粒二象性推广到实物粒子，如电子、质子等，即所有实物粒子都具有波动性。
人教版高考总复习一轮物理精品课件 第14单元 波粒二象性和原子物理 第35讲 光电效应 波粒二象性
生光电效应
C.只要入射光的频率足够大,即使不加电压,也会有光
电流产生
D.入射光越弱,发生光电效应所需的时间就越长
解析 滑片P向b端移动,光电管两端的正向电压增大,光电流增大,当光电流
达到饱和电流时电流不再增大,A错误;根据光电效应的条件可知,只有入射
光的频率大于金属的截止频率,才能产生光电效应,B错误;只要入射光的频
频率ν的关系
绝对值,即W0=|-E|=E。
图像
③普朗克常量:图线的斜率k=h
图像名称
图线形状
由图线得到的物理量
①遏止电压:图线与横轴
颜色相同、强度不同的
的交点的横坐标Uc。
光,光电流I与电压U的关
②饱和光电流:光电流的
系图像
最大值Im1、Im2。
③最大初动能:Ek=eUc
①遏止电压Uc1、Uc2
光的颜色不同时,光电流
因此c光的强度一定大于b光的强度,B正确,不符合题意;由题意可知,遏止
1
电压Ua>Ub=Uc,由动能定理可得eU=2 m 2 ,可知a光照射时,射出光电子的
最大初动能最大,由光电效应方程Ek=hν-W0可知,a光的频率一定大于b光的
频率,C正确,不符合题意;由C选项分析可知,a光照射光电管阴极K,逸出光
调节滑动变阻器的滑片位置,使电流表G的示数达到最大值Ia、Ib、Ic,读数
大小Ic>Ia>Ib;然后将开关S接2,再次调节滑动变阻器的滑片位置,使电流表
G的指针示数恰好为零,记录三种情况下电压表的示数Ua、Ub、Uc。读数
大小Ua>Ub=Uc,则以下判断不正确的是( D )
A.三种光的频率一定大于阴极K的截止频率
A.玻尔认为氢原子中的电子轨道是量子化的,但原子的能量不是量子化的
C.只要入射光的频率足够大,即使不加电压,也会有光
电流产生
D.入射光越弱,发生光电效应所需的时间就越长
解析 滑片P向b端移动,光电管两端的正向电压增大,光电流增大,当光电流
达到饱和电流时电流不再增大,A错误;根据光电效应的条件可知,只有入射
光的频率大于金属的截止频率,才能产生光电效应,B错误;只要入射光的频
频率ν的关系
绝对值,即W0=|-E|=E。
图像
③普朗克常量:图线的斜率k=h
图像名称
图线形状
由图线得到的物理量
①遏止电压:图线与横轴
颜色相同、强度不同的
的交点的横坐标Uc。
光,光电流I与电压U的关
②饱和光电流:光电流的
系图像
最大值Im1、Im2。
③最大初动能:Ek=eUc
①遏止电压Uc1、Uc2
光的颜色不同时,光电流
因此c光的强度一定大于b光的强度,B正确,不符合题意;由题意可知,遏止
1
电压Ua>Ub=Uc,由动能定理可得eU=2 m 2 ,可知a光照射时,射出光电子的
最大初动能最大,由光电效应方程Ek=hν-W0可知,a光的频率一定大于b光的
频率,C正确,不符合题意;由C选项分析可知,a光照射光电管阴极K,逸出光
调节滑动变阻器的滑片位置,使电流表G的示数达到最大值Ia、Ib、Ic,读数
大小Ic>Ia>Ib;然后将开关S接2,再次调节滑动变阻器的滑片位置,使电流表
G的指针示数恰好为零,记录三种情况下电压表的示数Ua、Ub、Uc。读数
大小Ua>Ub=Uc,则以下判断不正确的是( D )
A.三种光的频率一定大于阴极K的截止频率
A.玻尔认为氢原子中的电子轨道是量子化的,但原子的能量不是量子化的
波粒二象性 PPT
• (2)因光电子从金属表面逸出的过程中受到金 属表面层中力的阻碍作用(即需要克服逸出功)， 所以其动量会减小．
• (3)金属钠的逸出功为W0＝hν0，代入数据得W0 ＝2.3 eV，因为E＜W0，所以不能发生光电效 应．
• 答案：(1)C (2)减小；光电子受到金属表面层 中力的阻碍作用(即光电子需要克服逸出功) (3)不能
．
几乎是瞬时
• (3)光电效应的发生 超过10－9 s. 正比
的，一般不
• (4)当入射光的频率大于极限频率时，饱和光
电流的强度与入射光的强度成
．
• 1．对光电效应现象的三点说明
• (1)光电效应的实质是光现象转化为电现象．
• (2)光电效应中的照射光包括可见光和不可见 光．
• (3)照射光的频率决定着是否发生光电效应及 光电子的最大初动能．
点击进入WORD链接
•活页作业（四十）
点击进入WORD链接
• 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
• 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，是同一事 物的两个不同的侧面、不同属性，只能认为光 具有波粒二象性，选项D正确．
• 答案：D
(3)从传播与作用上看：光在传播过程中往往表现出波动 性；在与物质发生作用时往往表现为粒子性．
(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＝hλ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.
• 答案：ADE
应用光电效应方程时的注意事项 1．每种金属都有一个极限频率，入射光频率大于这个 极限频率才能发生光电效应． 2．极限频率是发生光电效应的最小频率，对应着光的 极限波长和金属的逸出功，即 hν0＝hλc0＝W0. 3．应用光电效应方程 Ek＝hν－W0 时，注意能量单位电 子伏和焦耳的换算(1 eV＝1.6×10－19 J)．
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
【例 1】 [多选]关于光电效应，下列说法正确的是( ) A．极限频率越大的金属材料逸出功越大 B．只有光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效 应
C．相同频率的光照射不同金属，则从金属表面出来的光 电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越小
D．入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的 光电子数就越多
A．从光照至金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔 将明显增加
解析：由 ε＝hν＝hcλ知，当入射光波长小于金属的极限波 长时，发生光电效应，故 A 错．由 Ek＝hν－W0 知，最大初动 能由入射光频率决定，与光强度无关，故 B 错．发生光电效 应的时间一般不超过 10－9 s，故 C 错．
答案：D
爱因斯坦光电效应方程
1．光子说 在空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每 一份叫做一个光子，光子的能量________．
答案 (1)波动 (2)粒子 (3)波动 粒子
3．下列实验中，能证实光具有粒子性的是( ) A．光电效应实验 B．光的双缝干涉实验 C．光的圆孔衍射实验 D．泊松亮斑实验
解析：光电效应现象说明光具有粒子性，A 正确；光的干 涉和衍射现象均说明光具有波动性，B、C、D 均错误．
答案：A
课堂考点演练研究思路 (1)两条线索：
(2)两条对应关系：光强大→光子数目多→发射光电子多 →光电流大；
光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大．
2．对光电效应规律的解释
对应规律
对规律的产生的解释
电子吸收光子能量后，一部分克服阻碍作用做
光电子的最大初动能随着 功，剩余部分转化为光电子的初动能，只有直
第十四章
动量 近代物理初步
第2节 波粒二象性
课前知识梳理
课堂考点演练
课堂效果检测
课前知识梳理 01
自主回顾·打基础
光电效应及其规律
1．光电效应现象 在光的照射下，金属中的________从表面逸出的现 象，发射出来的电子叫________． 2．光电效应的产生条件 入射光的频率________金属的极限频率．
入射光频率的增大而增 接从金属表面飞出的光电子才具有最大初动
大，与入射光强度无关
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
光电效应具有瞬时性
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
光较强时，包含的光子数较多，照射金属时产 生的光电子较多，因而饱和电流较大
4．光电效应规律 (1) 每 种 金 属都 有 一 个极 限 频率 ， 入 射光 的频 率 必 须 ________这个极限频率才能产生光电效应． (2)光电子的最大初动能与入射光的________无关，只随 入射光频率的增大而________． (3)光电效应的发生几乎是瞬时的，一般不超过 10－9 s. (4)当入射光的频率大于极限频率时，饱和光电流的强度 与入射光的强度成________．
解答本题时应注意以下三个方面： (1)光电效应的瞬时性(10－9 s)及产生条件． (2)逸出功的计算方法及决定因素． (3)光电子数目的决定因素．
由 W0＝hν0 可知 A 正确．照射光的频率大于极限 频率时才能发生光电效应，即 B 错．由 Ek＝hν－W0 可知 C 对．光强一定时，频率越高，则光子的能量越大，单位时间 内射向金属的光子数目少，逸出的光电子数少，故 D 错．
3．用光电管研究光电效应 (1)电路如图所示．
(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．可以理解为频率一定时，光强越大，光子数 ________． 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、________都有关， 达到最大值以后，光电流和光强成________． ③饱和光电流：指在一定频率与强度的光照射下的最大 光电流，饱和光电流________电路中电压的增大而增大．
解析：逸出功是指原子的外层电子脱离原子核克服引力 所做的功，B 对；由发生光电效应的条件知 C 对．
答案：BC
光的波粒二象性
(1)光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有________ 性．
(2)光电效应、康普顿效应说明光具有________性． (3)光既具有________性，又具有________性，称为 光的波粒二象性．
答案 1．电子 光电子 2．大于等于 3．(2)越多 电压 正比 不随 4．(1)大于 (2)强度 增大 (4)正比
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 10－7s D．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
AC
总结提能 光电效应实质及发生条件
1光电效应的实质是金属中的电子获得能量后逸出金属 表面，从而使金属带上正电.
2能否发生光电效应，不取决于光的强度，而是取决于 光的频率.只要照射光的频率大于该金属的极限频率，无论照 射光强弱，均能发生光电效应.
入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若入射光的 强度减弱，而频率保持不变，那么( )
2．光电效应方程 (1)表达式：hν＝Ek＋W0 或 Ek＝hν－W0 (2)物理意义：金属表面的电子吸收一个光子获得的能量 是 hν，这些能量的一部分用来克服金属的逸出功 W0，剩下的 表现为逸出后电子的最大初动能 Ek＝12mv2.
答案 1．ε＝hν
2．[多选]某金属的逸出功为 2.3 eV，这意味着( ) A．这种金属内部的电子克服原子核引力做 2.3 eV 的功即 可脱离表面 B．这种金属表层的电子克服原子核引力做 2.3 eV 的功即 可脱离表面 C．要使这种金属有电子逸出，入射光子的能量必须大于 2.3 eV D．这种金属受到光照时若有电子逸出，则电子离开金属 表面时的动能至少等于 2.3 eV