光的波粒二象性PPT演示文稿(1)
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①爱因斯坦方程表明，光电子的最大初动能Ek与入射光的频 率ν有关，而与光的强弱无关.只有当hν>W0时，才有光电 W0 子逸出，νc= 就是光电效应的截止频率 .
h
②电子一次性吸收光子的全部能量，不需要积累能量的时间， 光电流自然几乎是瞬时产生的. ③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.
7.概率波 光波和物质波都是概率波，单个光子或粒子的位置是 不确定的，但在某点附近出现的概率大小可以由波动的规 律确定. 8.不确定关系 以Δx表示粒子位置的不确定量，以Δp表示粒子在x方向上 h，式中h为普朗克常量 动量的不确定量，那么ΔxΔp≥
4π
wenku.baidu.com
典例研析
类型一.光电效应现象 【例1】 对爱因斯坦光电效应方程Ek=hν－W0，下面的理 解正确的有（ ） A.只要是用同种频率的光照射同一种金属，那么从金属中 逸出的所有光电子都会具有同样的初动能Ek B.式中的W0表示每个光电子从金属中飞出过程中克服金 属中正电荷引力所做的功 C.逸出功W0和极限频率νc之间应满足关系式W0=hνc D.光电子的最大初动能和入射光的频率成正比
答案：U=
h 2em a2
2
类型三.德布罗意波 【例3】某金属晶体中晶格大小为a.电子经加速电场加速，形 成电子束，电子束照射该金属晶体时，获得明显的衍射图样. 问这个加速电场的电压约为多少?（已知电子的电荷量为e， 质量为m）
解析：根据发生明显衍射的条件可知，当运动电子的德布罗意波波 长与晶格大小 差不多时，可以得到明显的衍射现象.设加速电场的电压为U.电子经 电场加速后 1 mv2 获得的速度为v.对加速过程由动能定理得：eU= 2 h 其中 根据德布罗意物质波理论知，电子的德布罗意波长为：λ= p=mv p 发生明显衍射现象时可以认为λ=a h2 由以上四式联立方程组得：U=.
第一单元 光的波粒二象性
基础整合
1.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，这种现象称为光电效应. （2）规律：①存在饱和电流.在光照条件不变的情况下，随 着所加电压增大，光电流趋于一个饱和值.入射光越强， 单位时间内发射的光电子数越多. ②存在遏止电压和截止频率. a.使光电流减小到零的反向电压U c称为遏止电压. b.当入射光的频率减小到某一数值νc时，即使不施加反向 电压也没有光电流，这表明已经没有光电子了，νc称为截 止频率或极限频率. c .光电子的能量只与入射光的频率有关，当入射光的频率 低于截止频率时不能发生光电效应. ③光电效应具有瞬时性.
解析：爱因斯坦光电效应方程Ek=hν－W0中的W0表示从 金属表面直接逸出的光电子克服金属中正电荷引力做的功， 因此是所有逸出的光电子中克服引力做功的最小值.对应 的光电子的初动能是所有光电子中最大的.其它光电子的 初动能都小于这个值.若入射光的频率恰好是极限频率， 即刚好能有光电子逸出，可理解为逸出的光电子的初动能 是0，因此有W0=hνc.由Ek=hν－W0可知Ek和ν之 间是一 次函数关系，但不是成正比关系. 答案：C.
C.2.5 eV
B.0.6 eV
D.3.1 eV
解析：电流表读数刚好为零说明刚好没有光电子能够到达 阳极，也就是光电子的最大初动能刚好为0.6 eV. 由Ek=hν－W0可知W0=1.9 eV.选A. 答案：A.
类型二.光的波粒二象性 【例2】下列关于光具有波粒二象性的叙述中正确的是（ ） A.光的波动性与机械波，光的粒子性与质点都是等同的 B.大量光子的效果往往显示出波动性，个别光子产生的效果 往往显示出粒子性 C.光有波动性又有粒子性，是互相矛盾的，是不能统一的 D.光的频率越高，波动性越显著
2.逸出功 使电子脱离某种金属所做功的最小值，叫做这种金属的逸 出功，用W0表示. 3.爱因斯坦的光电效应方程 （1）光子：光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的， 频率为ν的光的能量子为hν，h为普朗克常量，这些能量子 被称为光子. （2）光电效应方程：Ek= hν－W0.其中Ek为光电子的 最大初动能， .W0表示金属的逸出功.
解析：因为所有的光都具有波粒二象性，所以A选项是错 的.虽然光子具有粒子性，但是与电子是本质不同的粒子， 所以B选项是错的.光波是一种概率波，光的波长越长，其 波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著.少数的光子表 现出的是粒子性，大量光子的行为往往显示出波动性，所 以C选项正确，D选项错误.本题正确答案为C. 答案：C.
针对训练1－1：如图5－1－1所示，当开关S断开时，用 光子能量为2.5 eV的一束光照射阴极P，发现电流表读数 不为零.合上开关，调节滑线变阻器，发现当电压表读数 小于0.6 V时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于 或等于0.6 V时，电流表读数为零.由此可知阴极材料的逸 出功为（ ）
A.1.9 eV
4.康普顿效应 在研究电子对X射线的散射时发现：有些散射波的波长比 入射波的波长略大.康普顿认为这是因为光子不仅有能量， 也具有动量.实验结果证明这个设想是正确的.因此康普顿 效应也证明了光具有粒子性. 5.光的波粒二象性 光的干涉和衍射现象证明了光的波动性的一面.光电效应表 明光具有能量，康普顿效应表明光具有动量.此二效应揭 示了光的粒子性的一面，由此可知光具有波粒二象性. 6.德布罗意波 德布罗意提出，实物粒子也具有波动性，该波后来被称为 德布罗意波，也称为物质波. .
解析：光的波动性与机械波，光的粒子性与质 点有本质的区别，A选项错.大量光子显示波动性， 个别光子显示粒子性，B选项对.光是把粒子性和 波动性有机结合在一起的矛盾统一体，C选项错. 光的频率越高，粒子性越显著，D选项错. 答案：B.
针对训练2－1：下列有关光的波粒二象性的说法中，正确的 是（ ） A.有的光是波，有的光是粒子 B.光子与电子是同样的一种粒子 C.光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越 显著 D.大量光子的行为往往显示出粒子性
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②电子一次性吸收光子的全部能量，不需要积累能量的时间， 光电流自然几乎是瞬时产生的. ③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.
7.概率波 光波和物质波都是概率波，单个光子或粒子的位置是 不确定的，但在某点附近出现的概率大小可以由波动的规 律确定. 8.不确定关系 以Δx表示粒子位置的不确定量，以Δp表示粒子在x方向上 h，式中h为普朗克常量 动量的不确定量，那么ΔxΔp≥
4π
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典例研析
类型一.光电效应现象 【例1】 对爱因斯坦光电效应方程Ek=hν－W0，下面的理 解正确的有（ ） A.只要是用同种频率的光照射同一种金属，那么从金属中 逸出的所有光电子都会具有同样的初动能Ek B.式中的W0表示每个光电子从金属中飞出过程中克服金 属中正电荷引力所做的功 C.逸出功W0和极限频率νc之间应满足关系式W0=hνc D.光电子的最大初动能和入射光的频率成正比
答案：U=
h 2em a2
2
类型三.德布罗意波 【例3】某金属晶体中晶格大小为a.电子经加速电场加速，形 成电子束，电子束照射该金属晶体时，获得明显的衍射图样. 问这个加速电场的电压约为多少?（已知电子的电荷量为e， 质量为m）
解析：根据发生明显衍射的条件可知，当运动电子的德布罗意波波 长与晶格大小 差不多时，可以得到明显的衍射现象.设加速电场的电压为U.电子经 电场加速后 1 mv2 获得的速度为v.对加速过程由动能定理得：eU= 2 h 其中 根据德布罗意物质波理论知，电子的德布罗意波长为：λ= p=mv p 发生明显衍射现象时可以认为λ=a h2 由以上四式联立方程组得：U=.
第一单元 光的波粒二象性
基础整合
1.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，这种现象称为光电效应. （2）规律：①存在饱和电流.在光照条件不变的情况下，随 着所加电压增大，光电流趋于一个饱和值.入射光越强， 单位时间内发射的光电子数越多. ②存在遏止电压和截止频率. a.使光电流减小到零的反向电压U c称为遏止电压. b.当入射光的频率减小到某一数值νc时，即使不施加反向 电压也没有光电流，这表明已经没有光电子了，νc称为截 止频率或极限频率. c .光电子的能量只与入射光的频率有关，当入射光的频率 低于截止频率时不能发生光电效应. ③光电效应具有瞬时性.
解析：爱因斯坦光电效应方程Ek=hν－W0中的W0表示从 金属表面直接逸出的光电子克服金属中正电荷引力做的功， 因此是所有逸出的光电子中克服引力做功的最小值.对应 的光电子的初动能是所有光电子中最大的.其它光电子的 初动能都小于这个值.若入射光的频率恰好是极限频率， 即刚好能有光电子逸出，可理解为逸出的光电子的初动能 是0，因此有W0=hνc.由Ek=hν－W0可知Ek和ν之 间是一 次函数关系，但不是成正比关系. 答案：C.
C.2.5 eV
B.0.6 eV
D.3.1 eV
解析：电流表读数刚好为零说明刚好没有光电子能够到达 阳极，也就是光电子的最大初动能刚好为0.6 eV. 由Ek=hν－W0可知W0=1.9 eV.选A. 答案：A.
类型二.光的波粒二象性 【例2】下列关于光具有波粒二象性的叙述中正确的是（ ） A.光的波动性与机械波，光的粒子性与质点都是等同的 B.大量光子的效果往往显示出波动性，个别光子产生的效果 往往显示出粒子性 C.光有波动性又有粒子性，是互相矛盾的，是不能统一的 D.光的频率越高，波动性越显著
2.逸出功 使电子脱离某种金属所做功的最小值，叫做这种金属的逸 出功，用W0表示. 3.爱因斯坦的光电效应方程 （1）光子：光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的， 频率为ν的光的能量子为hν，h为普朗克常量，这些能量子 被称为光子. （2）光电效应方程：Ek= hν－W0.其中Ek为光电子的 最大初动能， .W0表示金属的逸出功.
解析：因为所有的光都具有波粒二象性，所以A选项是错 的.虽然光子具有粒子性，但是与电子是本质不同的粒子， 所以B选项是错的.光波是一种概率波，光的波长越长，其 波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著.少数的光子表 现出的是粒子性，大量光子的行为往往显示出波动性，所 以C选项正确，D选项错误.本题正确答案为C. 答案：C.
针对训练1－1：如图5－1－1所示，当开关S断开时，用 光子能量为2.5 eV的一束光照射阴极P，发现电流表读数 不为零.合上开关，调节滑线变阻器，发现当电压表读数 小于0.6 V时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于 或等于0.6 V时，电流表读数为零.由此可知阴极材料的逸 出功为（ ）
A.1.9 eV
4.康普顿效应 在研究电子对X射线的散射时发现：有些散射波的波长比 入射波的波长略大.康普顿认为这是因为光子不仅有能量， 也具有动量.实验结果证明这个设想是正确的.因此康普顿 效应也证明了光具有粒子性. 5.光的波粒二象性 光的干涉和衍射现象证明了光的波动性的一面.光电效应表 明光具有能量，康普顿效应表明光具有动量.此二效应揭 示了光的粒子性的一面，由此可知光具有波粒二象性. 6.德布罗意波 德布罗意提出，实物粒子也具有波动性，该波后来被称为 德布罗意波，也称为物质波. .
解析：光的波动性与机械波，光的粒子性与质 点有本质的区别，A选项错.大量光子显示波动性， 个别光子显示粒子性，B选项对.光是把粒子性和 波动性有机结合在一起的矛盾统一体，C选项错. 光的频率越高，粒子性越显著，D选项错. 答案：B.
针对训练2－1：下列有关光的波粒二象性的说法中，正确的 是（ ） A.有的光是波，有的光是粒子 B.光子与电子是同样的一种粒子 C.光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越 显著 D.大量光子的行为往往显示出粒子性