高三物理一轮复习课件：选修3-5 波粒二象性

【解析】
－19 2.21 × 1.6 × 10 W W ＝ hν0 ， ν0≈ h 光电效应方程 hν＝W＋Ekm 8 3.0 × 10 c － Ekm ＝ hν － W ＝ h λ － W ＝ 6.63×10 34× －7 － 2.5×10 2.21×1.6×10－19＝4.4×10－19 J.
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【解析】 (1)因 E＝hν c 而 ν＝λ，所以 －34 6.63 × 10 ×3×108 hc E＝ λ ＝ J＝5.0×10－19 J. －10 4 000×10 (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.
• 如右图所示是光电效应中光电子的最大初 动能Ekm与入射光频率ν的关系图线．从图 可知 ( ) • A．Ekm与ν成正比 • B．入射光频率必须大于或等于极限频率 ν0时，才能产生光电效应 • C．对同一种金属而言，Ekm仅与ν有关 • D．Ekm与入射光强度成正比 • 【答案】 BC
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)
题组演练
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光的波粒二象性
• 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．
题组演练
• 一、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 ．
电子从金属表面逸出，首先须克 • (3)对光电效应规律的解释 存在极限 频率 光电子的 最大初 动能随 着入射 光频率 的增大 而增大
服金属原子核的引力做功W， 要使入射光子能量不小于W， 对应的频率 即极限频 率
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，W是一定的，故光电子
• 【答案】 5.3×104 Hz 4.4×10－19 J
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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 • 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】 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
• 1．某种金属在一束黄光照射下才有电子 逸出，若要增大电子的最大初动能，增强 黄光强度或延长黄光的照射时间可以吗？ 改用蓝光照射还是红光照射？ • 【解析】 因光电子的最大初动能随入射 光频率的增大而增大，与入射光的强度及 照射时间的长短无关．因蓝光的频率高于 黄光的频率，而红光的频率低于黄光的频 率，故改用蓝光照射可增大电子的最大初 动能．
考
点 速 查
考
向 解
读
1.本章是高考新增内容，考纲 要求均为Ⅰ级，学习时注意 1.光电效应Ⅰ 基本概念的理解和基本规律 的简单应用 2.爱因斯坦的 光电效应方 2.本章的重点是光电效应现象 程Ⅰ 、实验规律和光电效应方程 ；光的波粒二象性和德布罗
• 1．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．
• (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．
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二、Ekm－ν曲线 1．曲线(如右图) 2．由曲线可以得到的物理量 (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)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； • (2)光电子是金属表面受光照射出来的电 子，与光子不同．
• 2．光子说 • (1)量子论：1 900年德国物理学家普郎克 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 为普郎克数量，h＝6.63×10－34 J·s.
• 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
【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 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．