新课标2012届高考物理总复习配套课件16-1课时1 波粒二象性

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
高三总复习
人教版· 物理
解析：根据光电效应规律可知，选项 A 正确；根据光电效应 1 方程 mvm 2＝hν－W 知，频率 ν 越高，初动能就越大，选项 D 正 2 确．
高三总复习
人教版· 物理
高三总复习
人教版· 物理
内容 氢原子光谱 氢原子的能级结构、能级公式 原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期 放射性同位素 核力、核反应方程 结合能、质量亏损 裂变反应和聚变反应、裂变反应堆 放射性的防护
要求 Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ
高三总复习
人教版· 物理
高考对该部分知识要求较低，但每年均有试题涉及．其中氢原子 能级和核反应方程和质能方程等命题频率较高．其次对物理学史、著 名实验和重要的物理学理论等，近几年高考中也时有出现，其他知识
高三总复习
人教版· 物理
A．曝光时间不太长时，底片上只能出现一些不规则的点子，表
现出光的波动性
B．单个光子通过双缝后的落点可以预测 C．只有大量光子的行为才能表现出光的粒子性 D．干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方
高三总复习
人教版· 物理
解析：每个光子的运动规律是不确定的，底片上出现的一些不规
D错；对于某种特定金属，光电子的最大初动能只与入射光频率有关， 入射光频率越大，最大初动能越大，B错；光电子数目多少与入射光 强度有关，可理解为一个光子能打出一个光电子，光强减弱，逸出的 光电子数目减少，C对． [答案] C
高三总复习
人教版· 物理
题后反思
(1)光电效应的产生条件：入射光频率大于金属的极限频率．
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
B．逸出的光电子的最大初动能将减小
C．单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少
D．有可能不发生光电效应
高三总复习
人教版· 物理
[解析]
光电效应瞬时(10－9 s)发生，与光强无关，A错；能否发
生光电效应，只取决于入射光的频率是否大于极限频率，与光强无关，
(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．
高三总复习
人教版· 物理
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.
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.
对大量光子才有意义．波粒二象性中所说的粒子，是指其不连续性，
是一份能量． 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．
高三总复习
人教版· 物理
——基础自测——
物 理 学 家 做了 一 个 有 趣的 实 验 ： 在光 屏 处 放 上照 相 用 的 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．对这个实验结果有 下列认识，其中正确的是( )
高三总复习
人教版· 物理
1．如图2是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能Ek与 入射光频率ν的关
A．该金 的出 等 属逸功于 B．该金 的 出 等 属逸功 于
E hν0
C．入射光的频率为 2ν0 时，产生的光电子的最大初动能为 E ν0 E D．入射光的频率为 时，产生的光电子的最大初动能为 2 2 解析：由图并结合 Ek＝hν－W0 得，Ek＝hν－E，故逸出功 W0＝E，故选项 A 对；当 Ek＝0 时，ν＝ν0，故 E＝hν0，故选项 B ν0 对；ν＝2ν0 时，可得出 Ek＝E，故选项 C 对；当入射光的频率为 2 时，不发生光电效应，故选项 D 错．
点，试题呈交替出现情况．因此，对本章的复习应注意既突出重点，
又不丢细节．
高三总复习
人教版· 物理
本章的重点是：氢原子能级原子核的人工转变，原子核的组成和
核能．难点是：核能和核反应方程的书写． 宏观领域的经验和规律在微观领域遇到严重的障碍，微观领域问 题的研究方法是：从实验事实出发，经过分析总结，提出假设，建立 模型，再经过实验的验证，并发现新的问题，从而对假设进行修正， 如此循环，使人类的认识不断进步．
答案：AD
高三总复习
人教版· 物理
知识点二
光的波粒二象性
——知识回顾——
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 效应和康普顿效应又用无可辩驳的事实表明光是一种粒子，因此现代 物理学认为：光具有波粒二象性．
高三总复习
人教版· 物理
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，
高三总复习
人教版· 物理
4．质子甲的速度是质子乙速度的4倍，甲质子的德布罗意波长是
乙质子的________倍．同样速度的质子和电子，________的德布罗意
高三总复习
人教版· 物理
解析：W＝hν0，ν0＝ 2.21×1.6×10 ＝ － 6.63×10 34
－ 19
W h
Hz≈5.3×1014 Hz
由光电效应方程 hν＝W＋Ekm 3.0×108 c － Ekm＝hν－W＝h －W＝6.63×10 34× － － λ 2.5×10 7 2．21×1.6×10
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 个光子通过单缝，这个光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)． 答案：CD
D．实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性
高三总复习
人教版· 物理
[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] D
则的点子，表明了光的粒子性．只有大量光子的行为才能表现出光的
波动性．干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方，暗条纹 处是光子到达机会较少的地方． 答案：D
高三总复习
人教版· 物理
题型一 [例1]
对光电效应规律的解释 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(
高三总复习
人教版· 物理
——要点深化——
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．
高三总复习
人教版· 物理
特别提醒
(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. 图1
高三总复习
人教版· 物理
——基础自测——
(2009·上海高考)光电效应的实验结论是：对于某种金属( )
高三总复习
人教版· 物理
题型二
光电效应方程的应用
[例2]
紫光的波长为4 000 A，金属钠的逸出功为3.5×1019 J，求：
(1)每个紫光光子的能量为多大？
(2)若用该紫光照射金属钠时，产生的光电子的最大初动能是多大？ (1 A＝10－10 m)
高三总复习
人教版· 物理
[解析]
(1)因 E＝hν
c 而 ν＝ ，所以 λ
34 8 hc 6.63×10 ×3×10 － E＝ ＝ J＝5.0×10 19 J. － λ 4 000×10 10
－
(2)由爱因斯坦的光电效应方程得： hν＝W＋Ekmax 所以 Ekmax＝hν－W＝5.0×10
－ 19
J－3.5×10
－ 19
J＝1.5×10
－ 19
J.
高三总复习
人教版· 物理
变式3—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 )
高三总复习
人教版· 物理
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
－ 19
＝4.4×10
－ 19
J.
答案：5.3×104 Hz
4.4×10－19 J
高三总复习
人教版· 物理
题型三
光的波粒二象性
[例3]
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 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 C．波动性和粒子性，在宏观现象中是矛盾的、对立的，但在微 观高速运动的现象中是统一的
[答案]
(1)5.0×10－19 J
(2)1.5×10－19 J
高三总复习
人教版· 物理
变式2—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 C，普朗克常量为6.63×10－34 J·s， 求钾的极限频率和该光电管发射的光电子的最大初动能．
高三总复习
人教版· 物理
课时1 波粒二象性
高三总复习
人教版· 物理
知识点一
光电效应
光子说
——知识回顾——
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
高三总复习
人教版· 物理
2.
高三总复习
人教版· 物理
3．对光电效应规律的解释
高三总复习
人教版· 物理
特别提醒
答案：A
高三总复习
人教版· 物理
3．研究光电效应规律的实验装置如图3所示，用频率为ν的光照
射光电管阴极K时，有光电子产生．由于光电管K、A间加的是反向电
压，光电子从阴极K发射后将向阳极A做减速运动．光电流i由图中电流
计G测出，反向电压U由电压表V测出．当电流计的示数恰好为零时，
电压表的示数称为反向截止电压U0，在下列表示光电效应实验规律的 图象中，错误的是( )
(2)入射光的频率决定最大初动能． (3)光电效应的瞬时性(10－9 s)．
高三总复习
人教版· 物理
变式1—1
某种金属在单色光照射下发射出光电子，这光电子的
最大初动能(
)
A．随照射光强度的增大而增大 B．随照射光频率的增大而增大 C．随照射光波长的增大而增大 D．与照射光的照射时间无关 答案：BD
答案：ABC
高三总复习
人教版· 物理
2．下表给出了一些金属材料的逸出功. 材料 逸出功(10－19 J) 铯 3.0 钙 4.3 镁 5.9 铍 6.2 钛 6.6
现用波长为400 nm的单色光照射上述材料，能产生光电效应的材 料 最 多 有 几 种 ( 普 朗 克 常 量 h ＝ 6.63×10 － 34 J·s ， 光 速 c ＝ 3.0×108 m/s)( ) A．2种 B．3种
图3
高三总复习
人教版· 物理
高三总复习
人教版· 物理
解析：由光电效应规律可知，光电流的强度与光强成正比，光照
射到金属上时，光电子的发射是瞬时的，不需要时间积累，故A、D图
象正确；从金属中打出的光电子，在反向电压作用下做减速运动，随 着反向电压的增大，到达阳极的光电子数减少，故C图象正确；由光 电效应方程可知：hν＝hν0 ＋Ek，而eU0 ＝Ek，所以有hν＝hν0 ＋eU0 ， 由此可知，B图象错误． 答案：B
C．4种
D．5种
高三总复习
人教版· 物理
解析：要发生光电效应，则入射光的能量大于金属的逸出功， c 由题可算出波长为 400 nm 的光的能量为 E＝hν0＝h ＝6.63×10 λ0
－ 34
3.0×108 － × J＝4.97×10 19 J，大于铯和钙的逸出功．所以 A － 400×10 9
选项正确．