波粒二象性练习知识点和练习.docx

精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -名师整理精华学问点一、光电效应现象1、光电效应：光电效应：物体在光（包括不行见光）的照耀下发射电子的现象称为光电效应。2、光电效应的争论结论：任何一种金属，都有一个极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率，才能产生光电效应。低于这个频率的光不能产生光电效应。光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随着入射光频率的 增大而增大。留意：从金属出来的电子速度会有差异，这里说的是从金属表面直可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结接飞出来的光电子。入射光照到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的当入射光的频率大于极限频率时，光电流的强度与入射光的强度成正比。3、 光电效应的应用：，一般不超过 10-9 s。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结光电管： 光电管的阴极表面敷有碱金属，对电子的束缚才能比较弱， 在光的照耀下简单发射电子，阴极发出的电子被阳极收集，在回路中形成电流，称为光电流。留意： 光电管两极加上正向电压，可以增强光电流。光电流的大小跟入射光的强度和正向电压有关，与入射光的频率无关。入射光的强度越大，光电流越大。遏止电压U0。回路中的可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结光电流随着反向电压的增加而减小，当反向电压U0 满意：12mvmaxeU0，光电流将会减小到零，可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2所以遏止电压与入射光的频率有关。4、波动理论无法说明的现象：不论入射光的频率多少，只要光强足够大，总可以使电子获得足够多的能量，从而产生光电效应，实际上假如光的频率小于金属的极限频率，无论光强多大，都不能产生光电效应。光强越大，电子可获得更多的能量，光电子的最大初始动能应当由入射光的强度来打算，实际上光电子的最大初始动能与光强无关，与频率有关。光强大时，电子能量积存的时间就短，光强小时，能量积存的时间就长，实际上无论光入射的强度怎样柔弱，几乎在开头照耀的一瞬时就产生了光电子.二、光子说1、普朗克常量普郎克在争论电磁波辐射时，提出能量量子假说：物体热辐射所发出的电磁波的能量是不连续的，只能是 hv 的整数倍， hv 称为一个能量量子。即能量是一份一份的。其中v 辐射频率， h 是一个常量，称为普朗克常量。2、光子说在空间中传播的光的能量不是连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子，光子的能量 跟光的频率 成正比。hv ，其中： h 是普朗克常量， v 是光的频率。三、光电效应方程1、逸出功 W0:电子脱离金属离子束缚，逸出金属表面克服离子引力做的功。2、光电效应方程： 假如入射光子的能量 hv 大于逸出功 W0，那么有些光电子在脱离金属表面后仍有剩余的动能依据能量守恒定律， 入射光子的能量 hv 等于出射光子的最大初动能与逸出功之和，即可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结max0hv1 mv2W2其中1 mv2max2是指出射光子的最大初动能。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结3、 光电效应的说明：极限频率： 金属内部的电子一般一次只能吸取一个光子的能量，只有入射光子的能量hv 大可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结于或者等于逸出功W0 即： vW0 时，电子才有可能逸出，这就是光电效应存在极限频率的缘由。h可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 1 页，共 7 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -名师整理精华学问点可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结遏制电压： 由 hv12mvmax212和mvW0max2eU 0 有： hveU 0W0 ，所以遏制电压只与入射可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结光频率有关，与入射光的强度无关，这就是光电效应存在遏制电压的缘由。四、康普顿效应（说明光子具有动量）1、康普顿效应： 用 X 射线照耀物体时，一部分散射出来的X 射线的波长会变长，这个现象叫康普顿效应。康普顿效应是验证光的波粒二象性的重要试验之一。2、康普顿效应的意义：证明白爱因斯坦光子假说的正确性，揭示了光子不仅具有能量，仍具有动量。光子的动量为ph3、现象说明： 碰撞前后光子与电子总能量守恒，总动量也守恒。碰撞前，电子可近似视为静止的，碰撞后，电子获得肯定的能量和动量，X 光子的能量和动量减小，所以X 射线光子的波长变长。五、光的波粒二象性物质波 概率波不确定关系1、光的波粒二象性：干涉、衍射和偏振 以无可辩驳的事实说明光是一种波。光电效应和康普顿效应又用无可辩驳的事实说明光是一种粒子，由于光既有波动性，又有粒子性，只能认为光具有波粒二象性。但不行把光当成宏观观念中的波，也不行把光当成宏观观念中的粒子。少量的光子表现出粒子性，大量光子运动表现为波动性。光在传播时显示波动性，与物质发生作用时，往往显示粒子性。频率小波长大的波动性显著，频率大波长小的粒子性显著。2、光子的能量 E=h， 光子的动量 p=h/ 表示式也可以看出，光的波动性和粒子性并不冲突： 表示粒子性的粒子能量和动量的运算式中都含有表示波的特点的物理量频率 和波长 。由以上两式和波速公式c=仍可以得出： E = p c。3、物质波 德布罗意波 ：1924 年德布罗意（法）提出，实物粒子和光子一样具有波动性，任何一个 运动着的物体都有一种与之对应的波，波长 =h / p，这种波叫物质波，也叫德布罗意波。4、概率波：从光子的概念上看，光波是一种概率波。光子落在明条纹的概率高，落在暗条纹的概率低。干涉条纹是光子落在感光片上各点的概率分布的反映。留意： 亮纹是光子落的概率大，暗纹是概率小，不是光子照不到。5、电子云： 原子核外电子的概率分布图。概率大的的方小圆点密一些，概率小的的方小圆点疏一些。争论微观粒子的运动，轨道的概念毫无意义。6、不确定关系：微观粒子的坐标和动量不能同时完全精确的确定。假如用x 表示微观粒子位可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结置的不确定性，用p 表示微观粒子在x 方向上动量的不确定性，就有微观粒子具有波动性。hxp。缘由是由于4可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结(1) 由不确定性关系可知，坐标和动量，其中一个测量得越精确，另外一个的不确定性就越大。(2) 微观粒子的波粒二象性和不确定性关系本质是一样的，导致共同的结果：微观粒子的运动状态，不能通过确定的轨道来描述，只能通过概率波做统计性的描述。(3) 不确定性关系对宏观物体没有意义。频率高波长短，粒子性明显频率低波长长，波动性明显传播时，波动性明显光的产生，与其他物质作用，粒子性明显个别时，粒子性明显大量时，波动性明显例题讲解例 1：用如下列图的装置争论光电效应现象 , 当用光子能量为 2.5eV 的光照耀到光电管上时，电流表 G的读数为 0.2mA。移动变阻器的触点 c，当电压表的示数大于或等于 0.7V 时，电流表读数为零。就： 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 2 页，共 7 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -名师整理精华学问点A光电管阴极的逸出功为1.8eV。 B电键 k 断开后 ,有电流流过电流表G。 C光电子的最大初动能为0.7eV。D改用能量为 1.5eV 的光子照耀，电流表G也有电流，但电流较小。例 2：关于不确定关系，以下说法中正确选项：A不确定关系说明：想要同时精确测量一个粒子的位置和动量，这是不行能的。B不确定关系说明：想要同时精确测量一颗子弹的位置和动量，这是不行能的。 C由于不确定关系，所以测量粒子的位置已经没有意义了。 D假如将来试验技术进步了，同时精确测量一个粒子的位置和动量是有可能的。 7 7例 3：已知钠发生光电效应的极限波长为05×10m，现用波长为 4×10m的光照耀用钠作阴极的光电管求：(1) 钠的逸出功 W0。(2) 为使光电管中的光电流为零，在光电管上所加反向电压至少多大？针对练习1以下关于光的波粒二象性的说法中，正确选项 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大量光子产生的成效往往显示粒子性2在做双缝干涉试验时， 在观看屏的某处是亮纹， 就对光子到达观看屏的位置，以下说法正确选项A到达亮条纹处的概率比到达暗条纹处的概率大B到达暗条纹处的概率比到达亮条纹处的概率大C该光子可能到达观看屏的任意位置 D以上说法均不正确3对光的熟悉，以下说法正确选项 A个别光子的行为表现为粒子性，大量光子的行为表现为波动性 B光的波动性是光子本身的一种属性，不是光子之间的相互作用引起的C光表现出波动性时，就不具有粒子性了，光表现出粒子性时，就不具有波动性了D光的波粒二象性应懂得为： 在某种场合下光的波动性表现明显，在另外某种场合下，光的粒子性表现明显4如下列图，电路中全部元件完好，光照耀到光电管上，灵敏电流计中没有电流通过，其缘由可能是A入射光太弱B入射光波长太长C光照时间太短D电源正负极接反5频率为 的光照耀某种金属材料，产生光电子的最大初动能为Ek，如以频率为 2 的光照耀同一金属材料，就光电子的最大初动能是A2EkB Ek hCEkhDEk2h6一个质量为 m、电荷量为 q 的带电粒子，由静止开头经加速电场加速后 加速电压为 U ，该粒子的德布罗意波长为 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 3 页，共 7 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -名师整理精华学问点hhA.2mqUB. 2mqUhhC.2mqUD.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2mqUmqU可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结7.A 、B 两束不同频率的光波均能使某金属发生光电效应,假如产生光电流的最大值分别为I A 、 I B ,且 I A<I B ,就以下关系正确选项A. 照耀光的波长 A>BB.照耀光的光子能量EA<EBC. 单位时间内照耀到金属板的光子数NA<NBD.照耀光的频率 A< Bh8频率为 的光子，具有的能量为h、动量为c . 将这个光子打在处于静止状态的电子上，光子将偏离原运动方向，这种现象称光子的散射以下关于光子散射说法中正确选项 A光子转变原先的运动方向，且传播速度变小 B光子由于在与电子碰撞中获得能量，因而频率增大 C由于受到电子碰撞，散射后的光子波长小于入射光子的波长 D由于受到电子碰撞，散射后的光子频率小于入射光子的频率9. 激光的主要特点之一是它的瞬时功率很大,设 P 表示激光功率 , 表示激光波长 ,就激光器每秒射出的光子数 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结A. PhcB. hPCC. PchD. P hc可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结10. 三种不同的入射光A、B、C分别射在三种不同的金属a、b、c 表面,均恰可使金属逸出光电子,如入射光的波长 A> B> C ,就A. 用入射光 A 照耀金属 b 或 c ,金属 b、c 均可发生光电效应现象B. 用入射光 A、B 同时照耀金属c ,金属 c 可发生光电效应现象C.用入射光 C照耀 a 或 b,金属 a、b 均可发生光电效应现象D.用入射光 B 或 C照耀金属 a ,均可使金属 a 发生光电效应现象11如下列图是光电管的原理图，已知当有波长为0 的光照到阴极K 时，电路中有光电流，就 A如换用波长为 1 1>0 的光照耀阴极 K 时，电路肯定没有光电流 B如换用波长为 2 2<0的光照耀阴极 K 时，电路中光电流肯定增大C如将变阻器滑动头P 从图示位置向右滑一些，仍用波长0 的光照耀，就电路中光电流肯定增大D如将变阻器滑动头P 从图示位置向左滑过中心O点时，其他条件不变， 就电路中仍可能有光电流12人类对光的本性熟悉的过程中先后进行了一系列试验，如下列图的四个示意图所示表示的试验能说明光具有波动性的是可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 4 页，共 7 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -名师整理精华学问点13用波长为1 的单色光照耀某光电管阴极时，测得光电子的最大动能为EK 1 。用波长为1 的单可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结色光照耀时，测得光电子的最大动能为EK 2 。如EK 1EK 2 ，就12 。（填或）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结14入射的 X 射线光子的能量为0.60 MeV，被自由电子散射后波长变化了20%，就反冲电子的动能为MeV。 3 315二氧化碳能剧烈吸取红外长波辐射，这种长波辐射的波长范畴是1.4 ×101.6 ×10m，相应的频率范畴是 ，相应的光子能量的范畴是 ，“温室效应”使空气全年的平均 温度上升，空气温度上升， 从微观上看就是空气中分子的 已知普朗克恒量h6.6 ×10 34J·s，真空中的光速c3.0 ×108m/s，结果取两位有效数字 16铝的逸出功是4.2eV ，现在用波长 200nm的光照耀铝的表面(1) 光电子的最大初动能是 。(2) 遏止电压是 。(3) 铝的极限频率是 17如下列图，一静电计与锌板相连，在A 处用一紫光灯照耀锌板，关灯后，指针保持肯定偏角(1) 现用一带负电的金属小球与锌板接触，就静电计指针偏角将 填“增大”、“减小”或“不变”(2) 使静电计指针回到零， 再用相同强度的钠灯发出的黄光照耀锌板，静电计指针无偏转， 那么，如改用强度更大的红外线照耀锌板，可观看到静电计指针 填“有”或“无” 偏转18如下列图为证明电子波存在的试验装置，从F 上漂出的热电子可认为初速度为零，所加加速4 30电压 U10 V，电子质量为 m0.91 ×10kg. 电子被加速后通过小孔K1 和 K2 后入射到薄的金膜上，发生衍射，结果在照相底片上形成同心圆明暗条纹试运算电子的德布罗意波长可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 5 页，共 7 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -名师整理精华学问点。19具有波长 0.71A 的伦琴射线使金箔发射光电子，电子在磁感应强度为B 的匀强磁场区域内做最大半径为r 的匀速圆周运动，已知rB 1.88 ×10 4m·T，试求：(1) 光电子的最大初动能。(2) 金属的逸出功。(3) 该电子的物质波的波长是多少？20一质量为 40g 的子弹以 1. 010 3 m/s 的速率飞行，求：（1）其德布罗意波的波长。 （2）如可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结子弹位置的不确定量为0.10m，利用关系xp，求其速率的不确定量。2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结21科学家设想将来的宇航事业中利用太阳帆来加速星际飞船，设该飞船所在的每秒每单位面积接收到的光子数为n，光子平均波长为 ，太阳帆面积为S，反射率 100%，设太阳光垂直射到太阳帆上， 飞船总质量为 m，求飞船加速度的表达式 光子动量 ph/ ，如太阳帆是黑色的， 飞船的加速度又为多少？四、课堂小结。1、懂得逸出功和光电效应条件。2、懂得光的波粒二象性原理。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 6 页，共 7 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -名师整理精华学问点3、会运算光电子最大初动能和物质波的波长。五、作业布置。11在日常生活中，我们不会留意到光是由光子构成的，这是由于普朗克常量很小，每个光子的能量很小， 而我们观看到的光学现象中涉及大量的光子，试估算 60W的白炽灯 1s 内发出的光子数 个可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 7 页，共 7 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载