波粒二象性 PPT
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• 答案：D
• 知识点二 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，每一份叫做一个光的能量子， h简ν 称光子，光6.63子×的10－能34 量ε＝ .其中h＝ J·s.
2．爱因斯坦光电效应方程
(1)表达式：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光电子的最大初动能 Ek＝ 12mev2 .
第十五章 波粒二象性 原子结构与原子核 第一讲 波粒二象性
• 知识点一 光电效应
• 1．产生条件 • 入射光的频率大于
金属的极限频率．
• 2．光电效应规律
•大(于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强光度的
无关，只随增入大 射光频率的增大而
• 1．对光电效应规律的解释
W0 h
• 2.用图象表示光电效应方程 • (1)最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图线
如图．
• (2)由图线可以看到的物理量
• 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.
• (3)用能量为1.89eV的光照射金属钠，已知金属 钠的极限频率为5.53×1014Hz，普朗克常量h＝ 6.63×10－34J·s，请通过计算判断能否发生光 电效应．
解析：(1)设遏止电压为 UKA′，由光电效应规律知 eUKA′＝
12mv2＝hν－W0，因都是频率相同光照射钠极板，即 ν、 W0 均相同，故强光和弱光的遏止电压相同；当 UAK＝0 时， 强光的光电流应大于弱光的光电流，所以 C 对．
• 解答本题时可按以下思路分析
解析：光子能量 hν＝2.5 eV 的光照射阴极，电流表读数 不为零，则能发生光电效应，由光电效应方程 hν＝12mv2m＋ W0，当电压表读数大于等于 0.6 V 时，电流表读数为零，则 电子不能到达阳极，由动能定理 eU＝12mv2m知，最大初动能 12mvm2 ＝eU＝0.6 eV，对图乙当电压表读数为 2 V 时，电子到 达阳极的最大动能 Ek＝12mv2m＋eU′＝0.6 eV＋2 eV＝2.6 eV，故 C 正确．
• 【变式训练】1.(2012·上海高考)在光电效应实
验中，用单色光照时某种金属表面，有光电子
逸出，则光电子的最大初动能取决于入射光的
()
百度文库• A．频率
B．强度
• C．照射时间
D．光子数目
• 解析：在光电效应实验中，用单色光照时某种 金属表面，有光电子逸出，根据光电效应方程， 光电子的最大初动能取决于入射光的频率，选 项A正确．
(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.
s
• 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
大家学习辛苦了，还是要坚持
继续保持安静
解析：由 ε＝hν＝hcλ知，当入射光波长小于极限波长时， 发生光电效应，故 A 错．由 Ek＝hν－W 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．
• 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
• 解析：根据光电效应规律，对于同种金属，Ek 与照射光的强度无关，Ek与光照射的时间无关， Ek与照射光的频率成线性关系，Ek与照射光的 波长有关，但不是成反比，选项A、D正确，B、 C错误；对于不同种金属，若照射光频率不变， 根据光电效应方程，Ek＝hν－W，Ek与金属的 逸出功成线性关系，选项E正确．
• (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
所以 λ＝2.01×10－7m.
答案：2.01×10－7m
• 知识点三 光的波粒二象性
• 1．光电效应说明光具粒有子
性，同时光还
波具动 有
性，即光具有波粒二象性．
• 2．大量光子运动的规律表现出波光动 的
性，单个光粒子子的运动表现出光的
性．
波动性
• 3．光的波长越长， 粒子性越明显，越容易
看到光的干涉和衍射现象；光的频率越高，
• 答案：A
•
如图甲所示，合上开关，用光子能量
为2.5 eV的一束光照射阴极K，发现电流表读
数不为零．调节滑动变阻器，发现当电压表读
数小于0.60 V时，电流表读数仍不为零，当电
压表读数大于或等于0.60 V时，电流表读数为
零．把电路改为图乙，当电压表读数为2 V时，
电子到达阳极时的最大动能为
• A．0.6 eV B．1.9 eV • C．2.6 eV D．4.5 eV
越明显，穿透本领越强．
• 对光的波粒二象性的进一步说明
• 光既有波动性，又有粒子性，两者不是孤立的， 而是有机的统一体，其表现规律为：
• (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，
• 2．对光电子的理解
• 光电子是金属表面受光照射逸出的电子，光电 子也是电子，与光子不同，光子的本质是光．
• 1．关于光电效应的规律，下列说法正确的是 ()
• 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10－7
• 答案：C
• 【变式训练】2.(1)研 究光电效应的电路如 图所示，用频率相同、 强度不同的光分别照 射密封真空管的钠极 板(阴极K)，钠极板 发射出的光电子被阳 极A吸收，在电路中 形成光电流．下列光 电流I与A、K之间的 电压UAK的关系图象
• (2)钠金属中的电子吸收光子的能量，从金属 表面逸出，这就是光电子，光电子从金属表面 逸出的过程中，其动量的大小______(选填 “增大”、“减小”或“不变”)，原因是 ________________________．
• 2．已知锌的逸出功为3.34 eV，用某单色紫外 线照射锌板时，逸出光电子的最大速度为106 m/s，求该紫外线的波长λ(电子质量me＝ 9.11×10－31 kg，普朗克常量h＝6.63×10－34 J·解s析,1：e根V据＝爱1因.6斯0×坦光10电－效19应J方)．程hλc＝W＋12mev2
(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．
• 3．有关光的本性，下列说法正确的是( )
• A．光既具有波动性，又具有粒子性，这是互 相矛盾和对立的
• B．光的波动性类似于机械波，光的粒子性类 似于质点
• C．大量光子才具有波动性，个别光子只具有 粒子性
．
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．
• 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)．
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•活页作业（四十）
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•
(2012·海南高考)产生光电效应时，关
于逸出光电子的最大初动能 Ek，下列说法正 确的是
• A．对于同种金属，Ek 与照射光的强度无关 • B．对于同种金属，Ek与照射光的波长成反比 • C．对于同种金属，Ek与光照射的时间成正比 • D．对于同种金属，Ek与照射光的频率成线性
关系
• E．对于不同种金属，若照射光频率不变，Ek
• 知识点二 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，每一份叫做一个光的能量子， h简ν 称光子，光6.63子×的10－能34 量ε＝ .其中h＝ J·s.
2．爱因斯坦光电效应方程
(1)表达式：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光电子的最大初动能 Ek＝ 12mev2 .
第十五章 波粒二象性 原子结构与原子核 第一讲 波粒二象性
• 知识点一 光电效应
• 1．产生条件 • 入射光的频率大于
金属的极限频率．
• 2．光电效应规律
•大(于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强光度的
无关，只随增入大 射光频率的增大而
• 1．对光电效应规律的解释
W0 h
• 2.用图象表示光电效应方程 • (1)最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图线
如图．
• (2)由图线可以看到的物理量
• 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.
• (3)用能量为1.89eV的光照射金属钠，已知金属 钠的极限频率为5.53×1014Hz，普朗克常量h＝ 6.63×10－34J·s，请通过计算判断能否发生光 电效应．
解析：(1)设遏止电压为 UKA′，由光电效应规律知 eUKA′＝
12mv2＝hν－W0，因都是频率相同光照射钠极板，即 ν、 W0 均相同，故强光和弱光的遏止电压相同；当 UAK＝0 时， 强光的光电流应大于弱光的光电流，所以 C 对．
• 解答本题时可按以下思路分析
解析：光子能量 hν＝2.5 eV 的光照射阴极，电流表读数 不为零，则能发生光电效应，由光电效应方程 hν＝12mv2m＋ W0，当电压表读数大于等于 0.6 V 时，电流表读数为零，则 电子不能到达阳极，由动能定理 eU＝12mv2m知，最大初动能 12mvm2 ＝eU＝0.6 eV，对图乙当电压表读数为 2 V 时，电子到 达阳极的最大动能 Ek＝12mv2m＋eU′＝0.6 eV＋2 eV＝2.6 eV，故 C 正确．
• 【变式训练】1.(2012·上海高考)在光电效应实
验中，用单色光照时某种金属表面，有光电子
逸出，则光电子的最大初动能取决于入射光的
()
百度文库• A．频率
B．强度
• C．照射时间
D．光子数目
• 解析：在光电效应实验中，用单色光照时某种 金属表面，有光电子逸出，根据光电效应方程， 光电子的最大初动能取决于入射光的频率，选 项A正确．
(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.
s
• 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
大家学习辛苦了，还是要坚持
继续保持安静
解析：由 ε＝hν＝hcλ知，当入射光波长小于极限波长时， 发生光电效应，故 A 错．由 Ek＝hν－W 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．
• 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
• 解析：根据光电效应规律，对于同种金属，Ek 与照射光的强度无关，Ek与光照射的时间无关， Ek与照射光的频率成线性关系，Ek与照射光的 波长有关，但不是成反比，选项A、D正确，B、 C错误；对于不同种金属，若照射光频率不变， 根据光电效应方程，Ek＝hν－W，Ek与金属的 逸出功成线性关系，选项E正确．
• (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
所以 λ＝2.01×10－7m.
答案：2.01×10－7m
• 知识点三 光的波粒二象性
• 1．光电效应说明光具粒有子
性，同时光还
波具动 有
性，即光具有波粒二象性．
• 2．大量光子运动的规律表现出波光动 的
性，单个光粒子子的运动表现出光的
性．
波动性
• 3．光的波长越长， 粒子性越明显，越容易
看到光的干涉和衍射现象；光的频率越高，
• 答案：A
•
如图甲所示，合上开关，用光子能量
为2.5 eV的一束光照射阴极K，发现电流表读
数不为零．调节滑动变阻器，发现当电压表读
数小于0.60 V时，电流表读数仍不为零，当电
压表读数大于或等于0.60 V时，电流表读数为
零．把电路改为图乙，当电压表读数为2 V时，
电子到达阳极时的最大动能为
• A．0.6 eV B．1.9 eV • C．2.6 eV D．4.5 eV
越明显，穿透本领越强．
• 对光的波粒二象性的进一步说明
• 光既有波动性，又有粒子性，两者不是孤立的， 而是有机的统一体，其表现规律为：
• (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，
• 2．对光电子的理解
• 光电子是金属表面受光照射逸出的电子，光电 子也是电子，与光子不同，光子的本质是光．
• 1．关于光电效应的规律，下列说法正确的是 ()
• 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10－7
• 答案：C
• 【变式训练】2.(1)研 究光电效应的电路如 图所示，用频率相同、 强度不同的光分别照 射密封真空管的钠极 板(阴极K)，钠极板 发射出的光电子被阳 极A吸收，在电路中 形成光电流．下列光 电流I与A、K之间的 电压UAK的关系图象
• (2)钠金属中的电子吸收光子的能量，从金属 表面逸出，这就是光电子，光电子从金属表面 逸出的过程中，其动量的大小______(选填 “增大”、“减小”或“不变”)，原因是 ________________________．
• 2．已知锌的逸出功为3.34 eV，用某单色紫外 线照射锌板时，逸出光电子的最大速度为106 m/s，求该紫外线的波长λ(电子质量me＝ 9.11×10－31 kg，普朗克常量h＝6.63×10－34 J·解s析,1：e根V据＝爱1因.6斯0×坦光10电－效19应J方)．程hλc＝W＋12mev2
(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．
• 3．有关光的本性，下列说法正确的是( )
• A．光既具有波动性，又具有粒子性，这是互 相矛盾和对立的
• B．光的波动性类似于机械波，光的粒子性类 似于质点
• C．大量光子才具有波动性，个别光子只具有 粒子性
．
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．
• 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)．
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•活页作业（四十）
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(2012·海南高考)产生光电效应时，关
于逸出光电子的最大初动能 Ek，下列说法正 确的是
• A．对于同种金属，Ek 与照射光的强度无关 • B．对于同种金属，Ek与照射光的波长成反比 • C．对于同种金属，Ek与光照射的时间成正比 • D．对于同种金属，Ek与照射光的频率成线性
关系
• E．对于不同种金属，若照射光频率不变，Ek