2016年高考物理一轮复习课件选修3-5第2单元波粒二象性

选考部分选修3－5动量近代物理初步选修3－5动量近代物理初步突破核心理清教材第2单元波粒二象性选修3－5动量近代物理初步突破核心理清教材理清教材网控基础点提炼命题源选修3－5动量近代物理初步突破核心理清教材一、光电效应现象及实验规律1．定义照射到金属表面的光，能使金属中的________从表面逸出的现象．电子读读教材选修3－5动量近代物理初步突破核心理清教材2．光电效应规律(1)每种金属都有一个________，入射光的频率必须________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．(2)光电子的最大初动能与入射光的________无关，只随入射光________的增大而增大．(3)光电效应的发生是________的，一般不超过10－9s.(4)当入射光的频率大于极限频率时，饱和光电流的强度与入射光的强度成________．(1)极限频率大于(2)强度频率(3)瞬时(4)正比选修3－5动量近代物理初步突破核心理清教材二、光子说及光电效应方程1．光子说在空间传播的光不是________，而是一份一份的，每一份叫做一个光的能量子，简称光子，光子的能量ε＝________.其中h＝6.63×10－34J·s(称为普朗克常量)．2．逸出功W0使电子脱离某种金属所做功的________．1.连续的hν2.最小值选修3－5动量近代物理初步突破核心理清教材3．最大初动能发生光电效应时，金属表面上的________吸收光子后克服原子核的引力逸出时所具有的动能的最大值．4．爱因斯坦光电效应方程(1)表达式：Ek＝hν－W0.(2)物理意义：金属表面的电子吸收一个光子获得的能量是hν，这些能量的一部分用来克服金属的逸出功，剩下的表现为逸出后光电子的最大初动能．电子选修3－5动量近代物理初步突破核心理清教材三、波粒二象性1．光的波粒二象性(1)光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有________性．(2)光电效应说明光具有________性．(3)光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的________性．(1)波动(2)粒子(3)波粒二象选修3－5动量近代物理初步突破核心理清教材2．物质波(1)概率波光的干涉现象是大量光子的运动遵守________规律的表现，亮条纹是光子到达________的地方，暗条纹是光子到达________的地方，因此光波又叫概率波．(2)物质波任何一个运动着的物体，小到微观粒子大到宏观物体都有一种波与它对应，其波长________，p为运动物体的动量，h为普朗克常量．(1)波动概率大概率小(2)λ＝hp选修3－5动量近代物理初步突破核心理清教材1．(多选)2005年是“世界物理年”，100年前的1905年是爱因斯坦的“奇迹”之年，这一年他先后发表了三篇具有划时代意义的论文，其中关于光量子的理论成功地解释了光电效应现象．关于光电效应，下列说法正确的是()A．当入射光的频率低于极限频率时，不能发生光电效应B．光电子的最大初动能与入射光的频率成正比C．光电子的最大初动能与入射光的强度成正比D．某单色光照射一金属时不能发生光电效应，改用波长较短的光照射该金属时可能发生光电效应练练基础┃题组一┃光电效应现象及实验规律选修3－5动量近代物理初步突破核心理清教材解析：任何金属都存在极限频率(波长)，当入射光的频率低于极限频率(或大于极限波长)时不能发生光电效应，选项A、D正确；电子最大初动能随入射光频率的增大而增大，但不是成正比，与入射光强度无关，选项B、C错误．选修3－5动量近代物理初步突破核心理清教材2．如图所示，用a、b两种不同频率的光分别照射同一金属板，发现当a光照射时验电器的指针偏转，b光照射时指针未偏转，以下说法正确的是()A．增大a光的强度，验电器的指针偏角一定减小B．a光照射金属板时验电器的金属小球带负电C．a光在真空中的速度大于b光在真空中的速度D．a光在真空中的波长小于b光在真空中的波长选修3－5动量近代物理初步突破核心理清教材解析：增大a光的强度，从金属板飞出的光电子增多，金属板带电荷量增大，验电器的指针偏角一定增大，选项A错误；a光照射金属板时，光电子从金属板飞出，金属板带正电，验电器的金属小球带正电，选项B错误；光在真空中的速度为c，选项C错误；经分析，a光在真空中的频率大于b光在真空中的频率，故a光在真空中的波长小于b光在真空中的波长，选项D正确．选修3－5动量近代物理初步突破核心理清教材┃题组二┃光子说及光电效应方程3．(多选)如图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ν的关系图象．由图象可知()A．该金属的逸出功等于EB．该金属的逸出功等于hνcC．入射光的频率为2νc时，产生的光电子的最大初动能为ED．入射光的频率为νc2时，产生的光电子的最大初动能为E2选修3－5动量近代物理初步突破核心理清教材解析：由题图并结合Ek＝hν－W0得，Ek＝hν－E，故逸出功W0＝E，故选项A对；当Ek＝0时，ν＝νc，故E＝hνc，故选项B对；ν＝2νc时，可得出Ek＝E，选项C对；当入射光的频率为νc2时，不发生光电效应，故选项D错．选修3－5动量近代物理初步突破核心理清教材4．用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而产生光电效应，可得到光电子最大初动能Ek随入射光频率ν变化的Ek－ν图象，已知钨的逸出功是3.28eV，锌的逸出功是3.34eV，若将二者的图线画在同一个Ek－ν坐标系中，下图所示中用实线表示钨，虚线表示锌，则正确反映这一过程的是()ABCD选修3－5动量近代物理初步突破核心理清教材解析：依据光电效应方程Ek＝hν－W0可知，Ek－ν图线的斜率代表普朗克常量h，因此钨和锌的Ek－ν图线应该平行，故C、D错误；图线的横轴截距代表极限频率ν0，而ν0＝W0h，因此钨的ν0小些，故B错误，A正确．选修3－5动量近代物理初步突破核心理清教材5．人类对光的本性的认识经历了曲折的过程，下列对光的本性的认识正确的是()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B．光具有波粒二象性是指：既可以把光看成宏观概念上的波，也可以看成微观概念上的粒子C．光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光电效应说明光具有粒子性D．在光的双缝干涉实验中，光通过双缝时显出波动性，光只通过一个缝时显出粒子性┃题组三┃波粒二象性选修3－5动量近代物理初步突破核心理清教材解析：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，双缝干涉出现明暗相间的条纹，当光子一个一个地通过单缝时，曝光时间短时表现出粒子性，曝光时间长时表现出波动性，因此D错误．选修3－5动量近代物理初步突破核心理清教材6．(2015·常州模拟)1927年戴维孙和汤姆孙分别完成了电子衍射实验，该实验是荣获诺贝尔奖的重大近代物理实验之一．如图所示的是该实验装置的简化图，下列说法不正确的是()A．亮条纹是电子到达概率大的地方B．该实验说明物质波理论是正确的C．该实验再次说明光子具有波动性D．该实验说明实物粒子具有波动性选修3－5动量近代物理初步突破核心理清教材1．能否发生光电效应，不取决于光的强度而取决于光的频率．2．逸出功的大小由金属本身决定，与入射光无关．3．光子表现为粒子性，并不否认光子具有波动性．4．大量光子产生的效果往往显示出波动性，个别光子产生的效果往往显示出粒子性；频率越低波动性越明显，频率越高粒子性越明显；光波是概率波．小思考微总结选修3－5动量近代物理初步突破核心理清教材突破核心细研核心点练透经典题选修3－5动量近代物理初步突破核心理清教材区别光电效应中的相关概念1．光子与光电子光子指光在空间传播时的每一份能量，光子不带电；光电子是金属表面受到光照射时发射出来的电子，其本质是电子．光子是光电效应的因，光电子是果．2．光电子的动能与光电子的最大初动能光照射到金属表面时，电子吸收光子的全部能量，可能向各个方向运动，需克服原子核和其他原子的阻碍而损失一部分能量，剩余部分为光电子的初动能；只有金属表面的电子直接向外飞出时，只需克服原子核的的引力做功的情况，才具有最大初动能．光电子的初动能小于等于光电子的最大初动能．考点一对光电效应的理解选修3－5动量近代物理初步突破核心理清教材3．光电流与饱和光电流金属板飞出的光电子到达阳极，回路中便产生光电流，随着所加正向电压的增大，光电流趋于一个饱和值，这个饱和值就是饱和光电流．在一定的光照条件下，饱和光电流与所加电压大小无关．4．入射光强度与光子能量入射光强度指单位时间内照射到金属表面单位面积上的总能量，光子能量即每个光子的能量．光的总能量等于光子能量与入射光子数的乘积．选修3－5动量近代物理初步突破核心理清教材[试题调研][调研1](2014·广东理综)(多选)在光电效应实验中，用频率为ν的光照射光电管阴极，发生了光电效应．下列说法正确的是()A．增大入射光的强度，光电流增大B．减小入射光的强度，光电效应现象消失C．改用频率小于ν的光照射，一定不发生光电效应D．改用频率大于ν的光照射，光电子的最大初动能变大[解析]增大入射光的强度，单位时间内逸出的光电子数目增多，光电流增大，A项正确；光电效应的发生与入射光的强度无关，B项错误；入射光频率小于ν时，若仍大于金属的截止频率，仍能发生光电效应，C项错误；增大入射光的频率时，由爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0可知，光电子的最大初动能变大，D项正确．[答案]AD选修3－5动量近代物理初步突破核心理清教材名师归纳点题破疑1．研究光电效应的两条线索：(1)光子频率高→光子能量大→产生光电子的最大初动能大；(2)光照强度大→光子数目多→发射光电子多→光电流大．2．各物理关系如下：选修3－5动量近代物理初步突破核心理清教材1－1.(多选)对光电效应的解释正确的是()A．金属钠的每个电子可以吸收一个或一个以上的光子，当它积累的动能足够大时，就能逸出金属B．如果入射光子的能量小于金属表面的电子克服原子核的引力而逸出时所需做的最小功，便不能产生光电效应C．发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大，光电子的最大初动能就越大D．由于不同金属的逸出功是不相同的，因此使不同金属产生光电效应入射光的最低频率也不同[类题练熟]选修3－5动量近代物理初步突破核心理清教材解析：按照爱因斯坦的光子说，光的能量是由光的频率决定的，与光强无关，入射光的频率越大，发生光电效应时产生的光电子的最大初动能越大．但要使电子离开金属须使电子具有足够的动能，而电子增加的动能只能来源于照射光的光子能量，但电子只能吸收一个光子，不能吸收多个光子，否则即使光的频率低，只要照射时间足够长，也会发生光电效应．电子从金属逸出时只有从金属表面向外逸出的电子克服原子核的引力所做的功最小．选修3－5动量近代物理初步突破核心理清教材1－2.(2015·河北石家庄一模)如图所示，N为金属板，M为金属网，它们分别与电池的两极相连，各电池的电动势和极性如图所示．已知金属板的逸出功为4.8eV.现分别用不同能量的光子照射金属板(各光子的能量已在图上标出)，那么各图中没有光电子到达金属网的是________(填正确答案标号)．能够到达金属网的光电子的最大动能是________eV.选修3－5动量近代物理初步突破核心理清教材解析：因为金属板的逸出功为4.8eV，所以能发生光电效应的是B、C、D，B所加的电压为正向电压，则电子一定能到达金属网；C光电子的最大初动能为1.0eV，根据动能定理知电子不能到达金属网；D光电子的最大初动能为2.0eV，根据动能定理知光电子能够到达金属网．故没有光电子达到金属网的是A、C、B项中光电子到达金属网的最大动能为1.5eV，D项中逸出的光电子最大初动能为Ek＝E光－W逸＝6.8eV－4.8eV＝2.0eV，到达金属网时最大动能为0.5eV.选修3－5动量近代物理初步突破核心理清教