波粒二象性复习
相关主题
- 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)。
第二章
波粒二象性
考
纲
展
示
要求 Ⅰ
知识点 光电效应
高
考
瞭
望
1.本章是高考新增内容，考纲要
求均为Ⅰ级，学习时注意基本概 念的理解和基本规律的简单应用 2.本章的重点是光电效应现象、
爱因斯坦的光电效应 方程
Ⅰ
实验规律和光电效应方程；光的 波粒二象性和德布罗意波是理解 的难点
• • 2. 象
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
• 1．干涉、衍射和偏振以无可辩驳的事实表
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，对大量光子才
明光是一种波；光电效应和康普
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．
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：
• 2．有关光的本性的说法正确的是(
•
)
A ．关于光的本性，牛顿提出了“微粒 说”，惠更斯提出了“波动说”，爱因斯坦 提出了“光子说”，它们都圆满地说明了光
的本性
•解析：牛顿主张的微粒说中的微粒与实物 粒子一样，惠更斯主张的波动说中的波动
与宏观机械波等同，这两种观点是相互对
立的，都不能说明光的本性，所以A、B错 ，C正确．在双缝干涉实验中，双缝干涉出
现明暗均匀的条纹，单缝出现中央亮而宽
• 【例1】 紫光的波长为4 000 Å，金属钠 的逸出功为3.5×10－19 J，求：
解析：(1)因E＝hν，而
• •
＝5.0×10－19 J.
(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
• 3．对光电效应规律的解释
电子从金属表面逸出，首先须克服金属原
存在极限频率 子核的引力做功W0，要使入射光子能量不 小于W0，对应的频率ν＝ ，即极限频率
电子吸收光子能量后，一部分克服阻碍作 光电子的最大初动 用做功，剩余部分转化为光电子的初动能，
能随着入射光频率
的增大而增大，与 入射光强度无关.
－W＝
答案：5.3×1014 Hz
和该光电管发射的光电子的最大初动能．
• 【例2】 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
•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
• (3)直线(如图2－1)
• 1．已知能使某金属产生光电效应的极限频率为ν0 ，则
(
•
)
A．当用频率为2ν0的单色光照射该金属时，一定
能产生光电子
• B ．当用频率为 2ν0的单色光照射该金属时，所产
生的光电子的最大初动能为hν0
•
解析：由光电效应方程hν＝hν0＋wk.baidu.comkm知，当入射光频率为2ν0时，一定能产生
•
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
• ，即E •
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
＝hν，其中h为普朗克常量，h＝6.63×10－34 J·s.
• 光电效应中入射光强度、频率的影响情况
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
• 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
•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
(2)1.5×10－19 J.
(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. 答案：(1)5.0×10－19 J
光电子的最大初动能是多大？
• 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
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，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
光照射金属时，电子吸收一个光子的能量
• (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．
• •
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
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 点击此处进入 作业手册 ，注意的是暗纹处不是没有光子落在上面
解析：W＝hν0，ν0＝
m的紫外线照射阴极，已知真空中光速为 ≈5.3×10 Hz，
14
由光电效应方程，hν＝W＋Ekm，Ekm＝hν－W＝h 6.63×10－34× －W＝4.4×10－19 J.
－19
3.0×108 m/s，元电荷为1.6×10－19 C，普朗
4.4×10 － 克常量为6.63 ×10 J 34 J·s，求钾的极限频率
C．当照射光的频率 ν0大于 时，若 ν增大，则逸出 光电子，其最大初动能 Ekm＝hν－hν ＝2hν0ν － 0hν 0 ＝ hν0 ，故A 、 B正确，D错
误；逸出功与金属材料有关，与入射光频率无关，故C错． 功增大 答案：AB
•
D．当照射光的频率ν大于ν0时，若ν增大一倍，则
• 一、光的波粒二象性
•（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
• (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
(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.
波粒二象性
考
纲
展
示
要求 Ⅰ
知识点 光电效应
高
考
瞭
望
1.本章是高考新增内容，考纲要
求均为Ⅰ级，学习时注意基本概 念的理解和基本规律的简单应用 2.本章的重点是光电效应现象、
爱因斯坦的光电效应 方程
Ⅰ
实验规律和光电效应方程；光的 波粒二象性和德布罗意波是理解 的难点
• • 2. 象
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
• 1．干涉、衍射和偏振以无可辩驳的事实表
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，对大量光子才
明光是一种波；光电效应和康普
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．
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：
• 2．有关光的本性的说法正确的是(
•
)
A ．关于光的本性，牛顿提出了“微粒 说”，惠更斯提出了“波动说”，爱因斯坦 提出了“光子说”，它们都圆满地说明了光
的本性
•解析：牛顿主张的微粒说中的微粒与实物 粒子一样，惠更斯主张的波动说中的波动
与宏观机械波等同，这两种观点是相互对
立的，都不能说明光的本性，所以A、B错 ，C正确．在双缝干涉实验中，双缝干涉出
现明暗均匀的条纹，单缝出现中央亮而宽
• 【例1】 紫光的波长为4 000 Å，金属钠 的逸出功为3.5×10－19 J，求：
解析：(1)因E＝hν，而
• •
＝5.0×10－19 J.
(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
• 3．对光电效应规律的解释
电子从金属表面逸出，首先须克服金属原
存在极限频率 子核的引力做功W0，要使入射光子能量不 小于W0，对应的频率ν＝ ，即极限频率
电子吸收光子能量后，一部分克服阻碍作 光电子的最大初动 用做功，剩余部分转化为光电子的初动能，
能随着入射光频率
的增大而增大，与 入射光强度无关.
－W＝
答案：5.3×1014 Hz
和该光电管发射的光电子的最大初动能．
• 【例2】 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
•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
• (3)直线(如图2－1)
• 1．已知能使某金属产生光电效应的极限频率为ν0 ，则
(
•
)
A．当用频率为2ν0的单色光照射该金属时，一定
能产生光电子
• B ．当用频率为 2ν0的单色光照射该金属时，所产
生的光电子的最大初动能为hν0
•
解析：由光电效应方程hν＝hν0＋wk.baidu.comkm知，当入射光频率为2ν0时，一定能产生
•
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
• ，即E •
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
＝hν，其中h为普朗克常量，h＝6.63×10－34 J·s.
• 光电效应中入射光强度、频率的影响情况
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
• 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
•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
(2)1.5×10－19 J.
(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. 答案：(1)5.0×10－19 J
光电子的最大初动能是多大？
• 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
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，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
光照射金属时，电子吸收一个光子的能量
• (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．
• •
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
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 点击此处进入 作业手册 ，注意的是暗纹处不是没有光子落在上面
解析：W＝hν0，ν0＝
m的紫外线照射阴极，已知真空中光速为 ≈5.3×10 Hz，
14
由光电效应方程，hν＝W＋Ekm，Ekm＝hν－W＝h 6.63×10－34× －W＝4.4×10－19 J.
－19
3.0×108 m/s，元电荷为1.6×10－19 C，普朗
4.4×10 － 克常量为6.63 ×10 J 34 J·s，求钾的极限频率
C．当照射光的频率 ν0大于 时，若 ν增大，则逸出 光电子，其最大初动能 Ekm＝hν－hν ＝2hν0ν － 0hν 0 ＝ hν0 ，故A 、 B正确，D错
误；逸出功与金属材料有关，与入射光频率无关，故C错． 功增大 答案：AB
•
D．当照射光的频率ν大于ν0时，若ν增大一倍，则
• 一、光的波粒二象性
•（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
• (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
(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.