高考物理 波粒二象性课件.ppt

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1、2021/8/11 星期三1内容要求氢原子光谱氢原子的能级结构、能级公式原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期放射性同位素核力、核反应方程结合能、质量亏损裂变反应和聚变反应、裂变反应堆放射性的防护2021/8/11 星期三2高考对该部分知识要求较低，但每年均有试题涉及其中氢原子能级和核反应方程和质能方程等命题频率较高其次对物理学史、著名实验和重要的物理学理论等，近几年高考中也时有出现，其他知识点，试题呈交替出现情况因此，对本章的复习应注意既突出重点，又不丢细节2021/8/11 星期三3本章的重点是：氢原子能级原子核的人工转变，原子核的组成和核能难点是：核能和核反应方程的书写宏观领域的经验

2、和规律在微观领域遇到严重的障碍，微观领域问题的研究方法是：从实验事实出发，经过分析总结，提出假设，建立模型，再经过实验的验证，并发现新的问题，从而对假设进行修正，如此循环，使人类的认识不断进步2021/8/11 星期三4课时1波粒二象性2021/8/11 星期三5知识点一光电效应光子说知识回顾一、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象2021/8/11 星期三62.2021/8/11 星期三73对光电效应规律的解释2021/8/11 星期三8特别提醒(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2

3、021/8/11 星期三9二、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续的，而是一份一份的，每一份电磁波的能量Eh.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，即Eh，其中h为普朗克常量，h6.631034 Js.2021/8/11 星期三10要点深化光电效应中入射光强度、频率的影响情况(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2021/8/11 星期三11特别提醒(1)光电效应中的光包括不可见光如：紫

4、外线等(2)光电效应的实质：光现象电现象Ekm曲线(3)直线(如图1)(4)由图象可以得到的物理量极限频率：图线与轴交点的横坐标0.逸出功：图线与Ekm轴交点的纵坐标的值W0E.普朗克常量：图线的斜率kh.图图12021/8/11 星期三12基础自测(2009上海高考)光电效应的实验结论是：对于某种金属()A无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应B无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应C超过极限频率的入射光强度越弱，所产生的光电子的最大初动能就越小D超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大2021/8/11 星期三13答案：AD2021/8

5、/11 星期三14知识点二光的波粒二象性知识回顾一、光的波粒二象性1干涉、衍射和偏振以无可辩驳的事实表明光是一种波；光电效应和康普顿效应又用无可辩驳的事实表明光是一种粒子，因此现代物理学认为：光具有波粒二象性2021/8/11 星期三152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2021/8/11 星期三16基础自测物理学家做了一个有趣的实验：在光屏处放上照相用的底片若减弱光的强度，使光子只能一个一个地通过狭缝实验结果表明，如果曝光时间不太长，

6、底片只能出现一些不规则的点子；如果曝光时间足够长，底片上就会出现规则的干涉条纹对这个实验结果有下列认识，其中正确的是()2021/8/11 星期三17A曝光时间不太长时，底片上只能出现一些不规则的点子，表现出光的波动性B单个光子通过双缝后的落点可以预测C只有大量光子的行为才能表现出光的粒子性D干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方2021/8/11 星期三18解析：每个光子的运动规律是不确定的，底片上出现的一些不规则的点子，表明了光的粒子性只有大量光子的行为才能表现出光的波动性干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方，暗条纹处是光子到达机会较少的地方答案：D2021/8/11 星期三

7、19题型一对光电效应规律的解释例1入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，那么()A从光照至金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加B逸出的光电子的最大初动能将减小C单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少D有可能不发生光电效应2021/8/11 星期三20解析光电效应瞬时(109 s)发生，与光强无关，A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率，与光强无关，D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，最大初动能越大，B错；光电子数目多少与入射光强度有关，可理解为一个光子能打出一个光电子，光强减弱，

8、逸出的光电子数目减少，C对答案C2021/8/11 星期三21题后反思(1)光电效应的产生条件：入射光频率大于金属的极限频率(2)入射光的频率决定最大初动能(3)光电效应的瞬时性(109 s)2021/8/11 星期三22变式11某种金属在单色光照射下发射出光电子，这光电子的最大初动能()A随照射光强度的增大而增大B随照射光频率的增大而增大C随照射光波长的增大而增大D与照射光的照射时间无关答案：BD2021/8/11 星期三23题型二光电效应方程的应用例2紫光的波长为4 000 A，金属钠的逸出功为3.51019 J，求：(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，产生的光电

9、子的最大初动能是多大？(1 A1010 m)2021/8/11 星期三24答案(1)5.01019 J(2)1.51019 J2021/8/11 星期三25变式21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2.5107 m的紫外线照射阴极，已知真空中光速为3.0108 m/s，元电荷为1.61019 C，普朗克常量为6.631034 Js，求钾的极限频率和该光电管发射的光电子的最大初动能2021/8/11 星期三26答案：5.3104 Hz4.41019 J2021/8/11 星期三27题型三光的波粒二象性例3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

10、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，当它们通过一个小孔时，都没有特定的运动轨道C波动性和粒子性，在宏观现象中是矛盾的、对立的，但在微观高速运动的现象中是统一的D实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性2021/8/11 星期三28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罗意波的波长太小，实际很难观察到波动性，不是不具有波粒二象性D项合题意答案D2021/8/11 星期三29变式31在单缝衍射实验中，中央亮纹的

11、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B一定落在亮纹处C可能落在暗纹处D落在中央亮纹处的可能性最大2021/8/11 星期三30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，注意的是暗纹处不是没有光子落在上面，只是很少而已只让一个光子通过单缝，这个光子落在哪一位置是不可确定的，可以落在亮纹处，也可以落在暗纹处，只是落在中央亮纹的机会更大(有95%以上)答案：CD2021/8/11 星期三311如

12、图2是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能Ek与入射光频率的关系图象由图象可知()图图22021/8/11 星期三32 答案：答案：ABC2021/8/11 星期三332下表给出了一些金属材料的逸出功.现用波长为400 nm的单色光照射上述材料，能产生光电效应的材料最多有几种(普朗克常量h6.631034 Js，光速c3.0108 m/s)()A2种B3种C4种 D5种材料铯钙镁铍钛逸出功(1019 J)3.04.35.96.26.62021/8/11 星期三34答案：A2021/8/11 星期三353研究光电效应规律的实验装置如图3所示，用频率为的光照射光电管阴极K时，有光电子产生由于

13、光电管K、A间加的是反向电压，光电子从阴极K发射后将向阳极A做减速运动光电流i由图中电流计G测出，反向电压U由电压表V测出当电流计的示数恰好为零时，电压表的示数称为反向截止电压U0，在下列表示光电效应实验规律的图象中，错误的是()图图32021/8/11 星期三362021/8/11 星期三37解析：由光电效应规律可知，光电流的强度与光强成正比，光照射到金属上时，光电子的发射是瞬时的，不需要时间积累，故A、D图象正确；从金属中打出的光电子，在反向电压作用下做减速运动，随着反向电压的增大，到达阳极的光电子数减少，故C图象正确；由光电效应方程可知：hh0Ek，而eU0Ek，所以有hh0eU0，由此

14、可知，B图象错误答案：B2021/8/11 星期三384质子甲的速度是质子乙速度的4倍，甲质子的德布罗意波长是乙质子的_倍同样速度的质子和电子，_的德布罗意波长大2021/8/11 星期三395太阳能光电直接转换的基本原理是利用光电效应，将太阳辐射能直接转换成电能如图4所示是测定光电流的电路简图，光电管加正向电压(1)在图上标出电源和电流表的正、负极(2)入射光应照射在_极上(3)若电流表读数是10 A，则每秒钟从光电管阴极发射出的光电子至少是_个图图42021/8/11 星期三40答案：(1)电源左边为正极，右边为负极电流表是上正下负(2)B(3)6.2510132021/8/11 星期三41谢谢观赏谢谢观赏2021/8/11 星期三422021/8/11 星期三43