届高考一轮物理习课件选修3-5碰撞与动量守恒-波粒二象性-原子核与原子结构第2讲-波粒二象性(教科版)讲课稿.ppt

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1、考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析高考快乐体验高考快乐体验届高考一轮物理习课件选修届高考一轮物理习课件选修3-53-5碰撞与动量守恒碰撞与动量守恒-波粒二象性波粒二象性-原原子核与原子结构第子核与原子结构第2 2讲讲-波粒二象波粒二象性性(教科版教科版)考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析高考快乐体验高考快乐体验光光电电效效应应的的实验规实验规律律(1)入射光的入射光的频频率低于率低于_或截止或截止频频率率时时不不发发生光生光电电效效应应(2)发发生光生光电电效效应应几乎不需要几乎不需要时间时间(3)入射光越入射光越强强，单单位位时间时间内内发发射的光射的光电电子数越

2、多子数越多(4)光光电电子的最大初子的最大初动动能决定于入射光的光子能量和金属的能决定于入射光的光子能量和金属的逸出功之差逸出功之差逸出功逸出功使使电电子脱离某种金属所做功的最小子脱离某种金属所做功的最小值值极限极限频频率率23考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析高考快乐体验高考快乐体验光子光子说对说对光光电电效效应规应规律的理解律的理解(1)光子光子说说爱爱因斯坦提出：空因斯坦提出：空间传间传播的光不是播的光不是连续连续的，而是一份一份的，而是一份一份的，每一份称的，每一份称为为一个光子，光子具有的能量与光的一个光子，光子具有的能量与光的频频率成率成正比，即：正比，即：Eh，其中

3、，其中h6.631034 Js.(2)爱爱因斯坦光因斯坦光电电效效应应方程方程EkhW0(Ek是光是光电电子的最大初子的最大初动动能；能；W0是逸出功，即是逸出功，即从金属表面直接从金属表面直接飞飞出的光出的光电电子克服正子克服正电电荷引力所做的功荷引力所做的功)1爱因斯坦光电效应方程爱因斯坦光电效应方程考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析高考快乐体验高考快乐体验对对光光电电效效应规应规律的解律的解释释对应规对应规律律对规对规律的律的产产生的解生的解释释存在极限存在极限频频率率0光光电电子的最大初子的最大初动动能随着入射光能随着入射光频频率的增大而增率的增大而增大，与入射光大，与入

4、射光强强度无关度无关电电子吸收光子能量后，一部分克服阻碍作用做子吸收光子能量后，一部分克服阻碍作用做功，剩余部分功，剩余部分转转化化为为光光电电子的初子的初动动能，只有直能，只有直接从金属表面接从金属表面飞飞出的光出的光电电子才具有最大初子才具有最大初动动能，能，对对于确定的金属，于确定的金属，W0是一定的，故光是一定的，故光电电子的最子的最大初大初动动能只随入射光的能只随入射光的频频率增大而增大率增大而增大光光电电效效应应具有瞬具有瞬时时性性光照射金属光照射金属时时，电电子吸收一个光子的能量后，子吸收一个光子的能量后，动动能立即增大，不需要能量能立即增大，不需要能量积积累的累的过过程程光光较

5、较强强时饱时饱和光和光电电流大流大光光较较强强时时，包含的光子数，包含的光子数较较多，照射金属多，照射金属时产时产生的光生的光电电子子较较多，因而多，因而饱饱和光和光电电流流较较大大2考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析高考快乐体验高考快乐体验光的波粒二象性光的波粒二象性(1)光的干涉、衍射、偏振光的干涉、衍射、偏振现现象象证证明光具有明光具有_性性(2)光光电电效效应说应说明光具有明光具有_性性(3)光既具有波光既具有波动动性，又具有粒子性，称性，又具有粒子性，称为为光的光的_性性物物质质波波(1)概率波概率波光的干涉光的干涉现现象是大量光子的运象是大量光子的运动动遵守波遵守波动

6、规动规律的表律的表现现，亮条，亮条纹纹是光子到达概率是光子到达概率_的地方，暗条的地方，暗条纹纹是光子到达概率是光子到达概率_的的地方，因此光波又叫概率波地方，因此光波又叫概率波粒子粒子波粒二象波粒二象大大小小波波动动3.4考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析高考快乐体验高考快乐体验考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析高考快乐体验高考快乐体验1常常见见概念辨析概念辨析2用用图图象表示光象表示光电电效效应应方程方程(1)最大初最大初动动能能Ek与入射光与入射光频频率率的关系的关系图线图线如如图图所示所示考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析高考快乐体验高考快乐体

7、验(2)由曲由曲线线可以得到的物理量可以得到的物理量极限极限频频率：率：图线图线与与轴轴交点的横交点的横坐坐标标0.逸出功：逸出功：图线图线与与Ek轴轴交点的交点的纵纵坐坐标标的的值值W0E.普朗克常量：普朗克常量：图线图线的斜率的斜率kh.3 3入射光强度、频率对光电效应的影响入射光强度、频率对光电效应的影响考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析高考快乐体验高考快乐体验用同一束用同一束单单色光，在同一条件下先后照射色光，在同一条件下先后照射锌锌片和片和银银片，都能片，都能产产生光生光电电效效应应，在，在这这两个两个过过程中，程中，对对于下列四个量，一定相同的于下列四个量，一定相同的

8、是是_，可能相同的是，可能相同的是_，一定不同的是，一定不同的是_A光子的能量光子的能量 B光光电电子的逸出功子的逸出功C光光电电子子动动能能 D光光电电子初子初动动能能1考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析高考快乐体验高考快乐体验解析解析光子的能量由光的频率决定，同一束单色光频率相光子的能量由光的频率决定，同一束单色光频率相同，因而光子能量相同逸出功等于电子脱离原子核束缚同，因而光子能量相同逸出功等于电子脱离原子核束缚需要做的最少的功，因此只由材料决定锌片和银片的光需要做的最少的功，因此只由材料决定锌片和银片的光电效应中，光电子的逸出功一定不相同由电效应中，光电子的逸出功一定不相

9、同由EkhW0，照射光子能量照射光子能量h相同，逸出功相同，逸出功W0不同，则电子最大初动能不同，则电子最大初动能也不同由于光电子吸收光子后到达金属表面的路径不同，也不同由于光电子吸收光子后到达金属表面的路径不同，途中损失的能量也不同，因而脱离金属时的动能可能分布途中损失的能量也不同，因而脱离金属时的动能可能分布在零到最大初动能之间所以，两个不同光电效应的光电在零到最大初动能之间所以，两个不同光电效应的光电子中，有时初动能是可能相等的子中，有时初动能是可能相等的答案答案ACDB考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析高考快乐体验高考快乐体验有关光的本性的有关光的本性的说说法正确的是法正

10、确的是 ()A关于光的本性，牛关于光的本性，牛顿顿提出了提出了“微粒微粒说说”，惠更斯提出了，惠更斯提出了 “波波动说动说”，爱爱因斯坦提出了因斯坦提出了“光子光子说说”，它，它们们都都圆满圆满地地 说说明了光的本性明了光的本性B光具有波粒二象性是指：既可以把光看成宏光具有波粒二象性是指：既可以把光看成宏观观概念上概念上 的波，也可以看成宏的波，也可以看成宏观观概念上的粒子概念上的粒子C光的干涉、衍射光的干涉、衍射现现象象说说明光具有波明光具有波动动性，光性，光电电效效应说应说 明光具有粒子性明光具有粒子性D在光的双在光的双缝缝干涉干涉实验实验中，如果光通中，如果光通过过双双缝时显缝时显出波出

11、波动动 性，如果光只通性，如果光只通过过一个一个缝时显缝时显出粒子性出粒子性2考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析高考快乐体验高考快乐体验解析解析牛顿主张的微粒说中的微粒与实物粒子一样，惠更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，所以是相互对立的，都不能说明光的本性，所以A、B错，错，C正正确在双缝干涉实验中，双缝干涉出现明暗均匀的条纹，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，周围暗而窄的条纹，都说明光的波单缝出现中央

12、亮而宽，周围暗而窄的条纹，都说明光的波动性当让光子一个一个地通过单缝时，曝光时间短时表动性当让光子一个一个地通过单缝时，曝光时间短时表现出粒子性，曝光时间长时显出波动性，因此现出粒子性，曝光时间长时显出波动性，因此D错误错误答案答案C考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析高考快乐体验高考快乐体验在在单缝单缝衍射衍射实验实验中，中央亮中，中央亮纹纹的光的光强强占整个从占整个从单缝单缝射入的光射入的光强强的的95%以上，假以上，假设现设现在只在只让让一个光子通一个光子通过单缝过单缝，那么，那么该该光子光子 ()A一定落在中央亮一定落在中央亮纹处纹处B一定落在亮一定落在亮纹处纹处C可能落在

13、暗可能落在暗纹处纹处D落在中央亮落在中央亮纹处纹处的可能性最大的可能性最大解析解析大量光子的行大量光子的行为显为显示出波示出波动动性，当大量光子通性，当大量光子通过单缝时过单缝时光子落在亮光子落在亮纹处纹处的概率的概率较较大，尤其是中央亮大，尤其是中央亮纹处纹处，依，依题题将有将有95%以上的光子落在中央亮以上的光子落在中央亮纹处纹处，落在其他亮，落在其他亮处处相相对对少一些，少一些，落在暗落在暗纹处纹处光子最少，注意的是暗光子最少，注意的是暗纹处纹处不是没有光子落在上面，不是没有光子落在上面，只是很少而已只只是很少而已只让让一个光子通一个光子通过单缝过单缝，这这个光子落在哪一位个光子落在哪一

14、位置是不可确定的，可以落在亮置是不可确定的，可以落在亮纹处纹处，也可以落在暗，也可以落在暗纹处纹处，只是，只是落在中央亮落在中央亮纹纹的机会更大的机会更大(有有95%以上以上)答案答案CD3考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析高考快乐体验高考快乐体验(2010上海卷上海卷)根据根据爱爱因斯坦光子因斯坦光子说说，光子能量，光子能量E等于等于(h为为普普朗克常量，朗克常量，c、为为真空中的光速和波真空中的光速和波长长 ()答案答案A4考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析高考快乐体验高考快乐体验用波用波长为长为2.0107 m的紫外的紫外线线照射照射钨钨的表面，的表面，释释放

15、出来的放出来的光光电电子中最大的子中最大的动动能是能是4.71019 J由此可知，由此可知，钨钨的极限的极限频频率是率是(普朗克常量普朗克常量h6.631034 Js，光速，光速c3.0108 m/s)()A5.51014 Hz B7.91014 HzC9.81014 Hz D1.21015 Hz答案答案B5考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析高考快乐体验高考快乐体验(2011上海单科上海单科，17)用极微弱的可用极微弱的可见见光做双光做双缝缝干涉干涉实验实验，随着，随着时间时间的增加，在屏上先后出的增加，在屏上先后出现现如如图图121(a)、(b)、(c)所示的所示的图图象，象，

16、则则 ()图图1216A图图象象(a)表明光具有粒子性表明光具有粒子性B图图象象(c)表明光具有波表明光具有波动动性性C用紫外光用紫外光观观察不到察不到类类似的似的图图象象D实验实验表明光是一种概率波表明光是一种概率波考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析高考快乐体验高考快乐体验解析解析图象图象(a)曝光时间短，通过光子数很少，呈现粒子性曝光时间短，通过光子数很少，呈现粒子性图象图象(b)曝光时间长，通过了大量光子，呈现波动性，故曝光时间长，通过了大量光子，呈现波动性，故A、B正确；同时也表明光波是一种概率波，故正确；同时也表明光波是一种概率波，故D也正确；也正确；紫外光本质和可见光

17、本质相同也可以发生上述现象，故紫外光本质和可见光本质相同也可以发生上述现象，故C错误错误答案答案ABD考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析高考快乐体验高考快乐体验(2012汕头模拟汕头模拟)如如图图122所示，所示，用用导线导线把把验电验电器与器与锌锌板相板相连连接，当用接，当用紫外紫外线线照射照射锌锌板板时时，发发生的生的现现象是象是 ()A有光子从有光子从锌锌板逸出板逸出B有有电电子从子从锌锌板逸出板逸出C验电验电器指器指针张针张开一个角度开一个角度D锌锌板板带负电带负电图图122解析解析用紫外线照射锌板是能够发生光电效应的，锌板上的电用紫外线照射锌板是能够发生光电效应的，锌板

18、上的电子吸收紫外线的能量从锌板表面逸出，称之为光电子，故子吸收紫外线的能量从锌板表面逸出，称之为光电子，故A错误、错误、B正确；锌板与验电器相连，带有相同电性的电荷，锌板失去电正确；锌板与验电器相连，带有相同电性的电荷，锌板失去电子应该带正电，且失去电子越多，带正电的电量越多，验电器子应该带正电，且失去电子越多，带正电的电量越多，验电器指针张角越大，故指针张角越大，故C正确、正确、D错误错误答案答案BC7考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析高考快乐体验高考快乐体验下表下表给给出了一些金属材料的逸出功出了一些金属材料的逸出功.材料材料铯铯钙钙镁镁铍铍钛钛逸出功逸出功(1019 J)3

19、.04.35.96.26.6现现用波用波长为长为400 nm的的单单色光照射上述材料，能色光照射上述材料，能产产生光生光电电效效应应的材料最多有几种的材料最多有几种(普朗克常量普朗克常量h6.631034 Js，光速，光速c3.0108 m/s)()A2种种 B3种种 C4种种 D5种种8考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析高考快乐体验高考快乐体验答案答案A考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析高考快乐体验高考快乐体验1905年是年是爱爱因斯坦的因斯坦的“奇迹奇迹”之年，之年，这这一年他先后一年他先后发发表了三篇表了三篇具有划具有划时时代意代意义义的的论论文，其中关于光量

20、子的理文，其中关于光量子的理论论成功的解成功的解释释了光了光电电效效应现应现象关于光象关于光电电效效应应，下列，下列说说法正确的是法正确的是()A当入射光的当入射光的频频率低于极限率低于极限频频率率时时，不能，不能发发生光生光电电效效应应B光光电电子的最大初子的最大初动动能与入射光的能与入射光的频频率成正比率成正比C光光电电子的最大初子的最大初动动能与入射光的能与入射光的强强度成正比度成正比D某某单单色光照射一金属色光照射一金属时时不不发发生光生光电电效效应应，改用波，改用波长较长较短短 的光照射的光照射该该金属可能金属可能发发生光生光电电效效应应考点一对光电效应规律的理解考点一对光电效应规律

21、的理解【典例【典例1】考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析高考快乐体验高考快乐体验解析解析根据光电效应现象的实验规律，只有入射光频率大根据光电效应现象的实验规律，只有入射光频率大于极限频率才能发生光电效应，故于极限频率才能发生光电效应，故A、D正确根据光电正确根据光电效应方程，最大初动能与入射光频率为线性关系，但非正效应方程，最大初动能与入射光频率为线性关系，但非正比关系，比关系，B错；根据光电效应现象的实验规律，光电子的错；根据光电效应现象的实验规律，光电子的最大初动能与入射光强度无关，最大初动能与入射光强度无关，C错错答案答案AD考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析

22、高考快乐体验高考快乐体验入射光照射到某金属表面上入射光照射到某金属表面上发发生光生光电电效效应应，若入射光，若入射光的的强强度减弱，而度减弱，而频频率保持不率保持不变变，那么，那么 ()A从光照至金属表面上到从光照至金属表面上到发发射出光射出光电电子之子之间间的的时间时间 间间隔将明隔将明显显增加增加B逸出的光逸出的光电电子的最大初子的最大初动动能将减小能将减小C单单位位时间时间内从金属表面逸出的光内从金属表面逸出的光电电子数目将减少子数目将减少D有可能不有可能不发发生光生光电电效效应应【变式变式1】考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析高考快乐体验高考快乐体验解析解析光电效应瞬时光

23、电效应瞬时(109s)发生，与光强无关，发生，与光强无关，A错；能错；能否发生光电效应，只取决于入射光的频率是否大于极限频否发生光电效应，只取决于入射光的频率是否大于极限频率，与光强无关，率，与光强无关，D错；对于某种特定金属，光电子的最错；对于某种特定金属，光电子的最大初动能只与入射光频率有关，入射光频率越大，最大初大初动能只与入射光频率有关，入射光频率越大，最大初动能越大，动能越大，B错；光电子数目多少与入射光强度有关错；光电子数目多少与入射光强度有关(可理可理解为一个光子能打出一个电子解为一个光子能打出一个电子)，光强减弱，逸出的电子，光强减弱，逸出的电子数目减少，数目减少，C C对对答

24、案答案C考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析高考快乐体验高考快乐体验如如图图121所示的所示的实验电实验电路，路，K为为光光电电管的阴极，管的阴极，A为为阳极当用黄阳极当用黄光照射光光照射光电电管中的阴极管中的阴极K时时，毫安，毫安表的指表的指针发针发生了偏生了偏转转若将若将电电路中路中的滑的滑动变动变阻器的滑片阻器的滑片P向左移向左移动动到到某一位置某一位置时时，毫安表的，毫安表的读读数恰好减数恰好减小到零，此小到零，此时电压时电压表表读读数数为为U.考点二考点二 光电效应方程的应用光电效应方程的应用【典例典例2】图图121考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析高考快乐

25、体验高考快乐体验若增加黄光的若增加黄光的强强度，度，则则毫安表毫安表_(选选填填“有有”或或“无无”)示数；若用几种能使光示数；若用几种能使光电电管中的阴极管中的阴极K发发生光生光电电效效应应的不的不同同频频率率的光照射到光的光照射到光电电管的阴极管的阴极K，分，分别测别测出能使毫安表出能使毫安表的的读读数恰好减小到零数恰好减小到零时时的不同的的不同的电压值电压值U.通通过过U和和的几的几组组对应对应数据，就可作出数据，就可作出U的的图图象，象，图图象的斜率象的斜率为为k，则则普普朗克常量朗克常量h_(电电子的子的电电荷量荷量为为e)考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析高考快乐体验

26、高考快乐体验答案答案无无ke考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析高考快乐体验高考快乐体验如如图图122所示是用光照射某种金属所示是用光照射某种金属时时逸出的光逸出的光电电子的最子的最大初大初动动能随入射光能随入射光频频率的率的变变化化图线图线(直直线线与横与横轴轴的交点坐的交点坐标标4.27，与，与纵轴纵轴交点坐交点坐标标0.5)由由图图可知可知 ()【变式变式2】图图122考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析高考快乐体验高考快乐体验A该该金属的截止金属的截止频频率率为为4.271014HzB该该金属的截止金属的截止频频率率为为5.51014HzC该图线该图线的斜率表示普朗克常量的斜率表示普朗克常量D该该金属的逸出功金属的逸出功为为0.5 eV答案答案AC考基自主落实考基自主落实核心考点透析核心考点透析高考快乐体验高考快乐体验此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢