1、第一節(jié)波與粒子,第十五章波與粒子原子結(jié)構(gòu)原子核,一、光電效應(yīng) 1.定義：照射到金屬表面的光,能使金屬中的_從表面逸出的現(xiàn)象. 2.規(guī)律：(1)每種金屬都有一個(gè)_.,電子,極限頻率,(2)光子的最大初動(dòng)能與入射光的_無(wú)關(guān),只隨入射光的_增大而增大. (3)光照射到金屬表面時(shí),光電子的發(fā)射幾乎是_的. (4)光電流的強(qiáng)度與入射光的_成正比.,強(qiáng)度,頻率,瞬時(shí),強(qiáng)度,二、光子說(shuō) 1.內(nèi)容：空間傳播的光是一份一份的,每一份叫一個(gè)_,一個(gè)光子的能量為E_. 2.意義：(1)解釋了_現(xiàn)象.(2)說(shuō)明了光具有_.,光子,h,光電效應(yīng),粒子性,三、波粒二象性 1.光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象證明光具有_性. 2.

2、光電效應(yīng)說(shuō)明光具有_性. 3.光既具有波動(dòng)性,又具有粒子性,稱為光的_性.,波動(dòng),粒子,波粒二象,四、物質(zhì)波 1.概率波 光的干涉現(xiàn)象是大量光子的運(yùn)動(dòng)遵守波動(dòng)規(guī)律的表現(xiàn),亮條紋是光子到達(dá)概率_的地方,暗條紋是光子到達(dá)概率_的地方,因此光波又叫概率波.,大,小,2.物質(zhì)波 任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的物體,小到微觀粒子大到宏觀物體都有一種波與它對(duì)應(yīng),其波長(zhǎng)_,p為運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)量,h為普朗克常量.,一、對(duì)光電效應(yīng)規(guī)律的理解 1.光子說(shuō) 看似連續(xù)的光實(shí)際上是由個(gè)數(shù)有限、分立于空間各點(diǎn)的光子組成的,每一個(gè)光子的能量為h,其中h6.631034 Js.,(2)光電子的最大初動(dòng)能隨著入射光頻率的增大而增大,與入射光強(qiáng)

3、度無(wú)關(guān).電子吸收光子能量后,一部分克服阻礙作用做功,剩余部分轉(zhuǎn)化為光電子的初動(dòng)能,只有直接從金屬表面飛出的光電子才具有最大初動(dòng)能,對(duì)于確定的金屬,W是一定的,故光電子的最大初動(dòng)能只隨入射光的頻率增大而增大.,(3)效應(yīng)具有瞬時(shí)性：光照射金屬時(shí),電子吸收一個(gè)光子的能量后,動(dòng)能立即增大,不需要能量積累的過(guò)程.,(2)Ek曲線(如圖1511所示) 圖1511,(3)由Ek曲線可以得到的物理量 極限頻率：圖線與軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)0. 逸出功：圖線與Ek軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)的值WE. 普朗克常量：圖線的斜率kh.,名師點(diǎn)睛：(1)光電子也是電子，光子的本質(zhì)是光，注意兩者的區(qū)別.(2)光電效應(yīng)方程研究的對(duì)象是從金屬

4、表面逸出的光電子，其列式依據(jù)為能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律.,即時(shí)應(yīng)用 1.(2011高考新課標(biāo)全國(guó)卷)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,某金屬的截止頻率相應(yīng)的波長(zhǎng)為0,該金屬的逸出功為_.若用波長(zhǎng)為(0)的單色光做該實(shí)驗(yàn),則其遏止電壓為_.已知電子的電荷量、真空中的光速和普朗克常量分別為e、c和h.,二、波動(dòng)性與粒子性的理解 1.波動(dòng)性與粒子性的比較,2.物質(zhì)波的理解 (1)我們平時(shí)所看到的宏觀物體,其運(yùn)動(dòng)時(shí),我們看不出它們的波動(dòng)性來(lái),但也有一個(gè)波長(zhǎng)與之對(duì)應(yīng),例如飛行子彈的波長(zhǎng)約為1034m.,(2)波粒二象性是微觀粒子的特殊規(guī)律,一切微觀粒子都存在波動(dòng)性;宏觀物體也存在波動(dòng)性,只是波長(zhǎng)太小,難以觀測(cè). (3)物質(zhì)

5、波又稱德布羅意波,德布羅意波也是概率波.電子束通過(guò)鋁箔時(shí)的衍射圖樣中的亮圓是電子落點(diǎn)概率大的地 方,但概率的大小受波動(dòng)規(guī)律的支配.,(4)物質(zhì)波不是機(jī)械波,也不是電磁波.物質(zhì)波在某一地方的強(qiáng)度跟在該處找到它所代表的概率成正比,物質(zhì)波仍是一種概率波.,即時(shí)應(yīng)用 2.從光的波粒二象性出發(fā),下列說(shuō)法正確的是() A.光是高速運(yùn)動(dòng)的微觀粒子,每個(gè)光子都具有波粒二象性 B.光的頻率越高,光子的能量越小,C.在光的干涉現(xiàn)象中,暗條紋的地方是光子不會(huì)到達(dá)的地方 D.在光的干涉現(xiàn)象中,亮條紋的地方是光子到達(dá)概率最大的地方,解析：選D.光具有波粒二象性,波動(dòng)性是對(duì)大量光子來(lái)說(shuō)的,單個(gè)光子表現(xiàn)出粒子性.光的頻率越

6、高,光子的能量越 大,A、B錯(cuò)誤.在干涉條紋中亮紋是光子到達(dá)概率大的地方,暗紋是光子到達(dá)概率小的地方,C錯(cuò),D正確.,題型1光電效應(yīng)規(guī)律的理解 (2011高考廣東卷改編)光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,下列表述正確的是() 光照時(shí)間越長(zhǎng)光電流越大 入射光足夠強(qiáng)就可以有光電流 遏止電壓與入射光的頻率有關(guān),入射光頻率大于極限頻率才能產(chǎn)生光電子 A. B. C. D.,【思路點(diǎn)撥】解答本題時(shí)應(yīng)注意以下三點(diǎn)： (1)光電效應(yīng)的產(chǎn)生條件. (2)入射光的頻率與遏止電壓有關(guān). (3)光電效應(yīng)的瞬時(shí)性(109s).,【解析】在光電效應(yīng)中,若照射光的頻率小于極限頻率,無(wú)論光照時(shí)間多長(zhǎng),光照強(qiáng)度多大,都無(wú)光電流,當(dāng)照射光的頻率

7、大于極限頻率時(shí),立刻有光電子產(chǎn)生,時(shí)間間隔很小.,故、錯(cuò)誤,正確.由eU0Ek,EkhW.可知U(hW)/e,即遏止電壓與入射光頻率有關(guān).正確,故選D. 【答案】D,【答案】C,【規(guī)律總結(jié)】光電效應(yīng)方程體現(xiàn)了能量守恒,即入射光子的一部分能量消耗在金屬的逸出功上,剩余部分能量轉(zhuǎn)化為電子的動(dòng)能.對(duì)某種金屬來(lái)說(shuō)逸出功W為一定值,因而光子的頻率決定了能否發(fā)生光電效應(yīng)和電子的最大初動(dòng)能.,題型3光的波粒二象性的認(rèn)識(shí) (2012福州調(diào)研)下列實(shí)驗(yàn)中,深入地揭示了光的粒子性一面的有(),X射線被石墨散射后部分波長(zhǎng)增大 鋅板被紫外線照射時(shí)有電子逸出但被可見光照射時(shí)沒有電子逸出,轟擊金箔的粒子中有少數(shù)運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生較大偏轉(zhuǎn) 氫原子發(fā)射的光經(jīng)三棱鏡分光后,呈現(xiàn)線狀光譜 A. B. C. D.,【解析】X射線被石墨散射后部分波長(zhǎng)增大(康普頓效應(yīng)),說(shuō)明光子具有粒子性,故選項(xiàng)對(duì);對(duì)于任何一種金屬都存在一個(gè)“極限頻率”,入射光的頻率必須大于這