沪教版高中物理选修3-5课件 第2章 波和粒子 复习课件33张PPT

课件33张PPT。第2章 波和粒子 复习课件　
知识网络波和粒子能量的
量子化黑体与黑体辐射：电磁辐射不_____
黑体辐射的实验规律：各种波长的辐射只与_____有关能量子定义：每一份辐射的能量是一个______
大小：E＝___，h＝6.63×10－34 J·s连续温度能量子hν波和粒子光
的
粒
子
性概念：光照使金属发射_____的现象爱因斯坦光电效应方程：Ekm＝_______
康普顿效应：X射线对石墨晶体的散射，说明光具有_____任何金属都存在________
最大初动能与光频率是_________关系
光电子数目正比于光强——存在_________
瞬时性电子极限频率一次函数饱和电流光电效应实验规律hν－W动量波和粒子光
的
粒
子
性光子说少量光子易表现出_____性，大量光子易表现出_____性
高频光子_____性显著，低频光子_____性显著
光传播时表现出_____性，与微粒作用时表现出_____性光子：光辐射不连续，每一份光叫做一个_____
光子的能量：E＝___
光子的动量：p＝粒子光子波动粒子波动光具有波
粒二象性波动粒子波和粒子光
的
粒
子
性粒子的波动性_________提出粒子具有波动性：物质波或概率波
电子的衍射现象证实了粒子的_______
概率波波长：λ＝
粒子具有________性德布罗意波动性波粒二象不确定关系：ΔxΔpx≥
题型探究1.量子论
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，是一份一份的，每一份电磁波的能量E＝hν.
2.光子说
爱因斯坦提出：空间传播的光也是不连续的，也是一份一份的，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E＝hν，其中h为普朗克常量，h＝6.63×10－34 J·s.
3.光的频率与波长的关系：ν＝ .一、量子论、光子说、光子能量的计算例1 （多选）下列对光子的认识，正确的是
A.光子说中的光子就是牛顿在微粒说中所说的微粒
B.光子说中的光子就是光电效应的光电子
C.在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光量
子，简称光子
D.光子的能量跟光的频率成正比解析答案√√解析　根据光子说，在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光量子，简称光子.而牛顿的“微粒说”中的微粒指宏观世界的微小颗粒.光电效应中，金属内的电子吸收光子后克服原子核的库仑引力等束缚，逸出金属表面，成为光电子，故A、B选项错误，C选项正确；
由E＝hν知，光子能量E与其频率ν成正比，故D选项正确.1.光电效应的实验规律
（1）任何一种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于等于这个极限频率，才能发生光电效应.低于极限频率时，无论光照强度多强，都不会发生光电效应.
（2）光电子的最大动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大.
（3）入射光照射到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过10－9s.
（4）当入射光的频率高于极限频率时，单位时间内从金属表面逸出的光电子数目与入射光的强度成正比.
2.爱因斯坦光电效应方程Ekm＝hν－W
W表示金属的逸出功，ν0表示金属的极限频率，则W＝hν0.二、光电效应的规律和光电效应方程例2 　如图1甲所示为研究光电效应的电路图.
（1）对于某金属用紫外线照射时，电流表指针发生偏转.将滑动变阻器滑片向右移动的过程中，电流表的示数不可能_____（选填“减小”、“增大”）.如果改用频率略低的紫光照射，电流表______（选填“一定”“可能”或“一定没”）有示数.减小解析答案可能图1解析　AK间所加的电压为正向电压，光电子在光电管中加速，滑动变阻器滑片向右移动的过程中，若光电流达到饱和，则电流表示数不变，若光电流没达到饱和电流，则电流表示数增大，所以滑动变阻器滑片向右移动的过程中，电流表的示数不可能减小，紫光照射可能会发生光电效应，所以电流表可能有示数.（2）当用光子能量为5 eV的光照射到光电管上时，测得电流表上的示数随电压变化的图像如图乙所示.则光电子的最大初动能为___________ J，金属的逸出功为____________J.3.2×10－19解析答案4.8×10－19解析　由题图乙可知，当该装置所加的电压为反向电压，当电压为－2 V时，电流表示数为0，得光电子的最大初动能为2 eV，根据光电效应方程Ekm＝hν－W得W＝3 eV＝4.8×10－19 J. 针对训练　关于光电效应，以下说法正确的是
A.光电子的最大动能与入射光的频率成正比
B.光电子的最大动能越大，形成的光电流越强
C.能否产生光电效应现象，取决于入射光光子的能量是否大于金属的逸
出功
D.用频率是ν1的绿光照射某金属发生了光电效应，改用频率是ν2的黄光照
射该金属一定不发生光电效应解析答案√解析　由光电效应方程知，光电子的最大动能随入射光频率的增大而增大，但不是成正比关系，A错.
光电流的强度与入射光的强度成正比，与光电子的最大动能无关，B错.
用频率是ν1的绿光照射某金属发生了光电效应，改用频率是ν2的黄光照射该金属不一定不发生光电效应，能发生光电效应的条件是入射光光子的能量要大于金属的逸出功，D错，C对.1.Ekm－ν图像
根据爱因斯坦光电效应方程Ekm＝hν－W，光电子的最大动能Ekm是入射光频率ν的一次函数，图像如图2所示.其横轴截距为金属的极限频率ν0，纵轴截距是金属的逸出功的负值，斜率为普朗克常量h.三、用图像表示光电效应的规律图22.I－U图像
光电流强度I随光电管两极间电压U的变化图像如图3所示，
图中Im为饱和光电流，U遏止为遏止电压.利用 ＝eU遏止可得光电子的最大动能.图33.U遏止－ν图像
遏止电压与入射光频率ν的关系图像如图4所示：
图中的横轴截距ν0为极限频率，而遏止电压U遏止遏止随入射光频率的增大而增大.图4例3 用不同频率的光分别照射钨和锌，产生光电效应，根据实验可画出光电子的最大动能Ekm随入射光频率ν变化的Ekm－ν图线.已知钨的逸出功是2.84 eV，锌的逸出功为3.34 eV，若将二者的图线画在同一个Ekm－ν坐标系中，则正确的图是解析答案√解析　根据光电效应方程Ekm＝hν－W可知，Ekm－ν图像的斜率为普朗克常量h，因此图中两线应平行，故C、D错误；
图线与横轴的交点表示恰能发生光电效应（光电子动能为零）时的入射光频率即极限频率，由光电效应方程可知，逸出功越大的金属对应的入射光的极限频率越高，所以能使金属锌发生光电效应的极限频率较高，所以A正确，B错误.1.光的波粒二象性
（1）光的干涉、衍射、偏振说明光具有波动性，光电效应现象、康普顿效应则证明光具有粒子性，因此，光具有波粒二象性，对于光子这样的微观粒子只有从波粒二象性出发，才能统一说明光的各种行为.
（2）大量光子产生的效果显示出光的波动性，少数光子产生的效果显示出粒子性，且随着光的频率的增大，波动性越来越不显著，而粒子性却越来越显著.
2.实物粒子（如：电子、质子等）都有一种波与之对应（物质波的波长λ＝ ，
频率ν＝ ）.
3.物质波与光波一样都属于概率波.概率波的实质：是指粒子在空间分布的概率是受波动规律支配的.四、波粒二象性的理解例4 （多选）实物粒子和光都具有波粒二象性，下列事实中突出体现波动性的是
A.电子束通过双缝实验后可以形成干涉图样
B.紫外线照射锌板，发现与锌板连接的验电器的箔片张开
C.人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构
D.光电效应实验中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射
光的强度无关解析答案√√解析　电子束通过双缝实验后可以形成干涉图样，可以说明电子是一种波，故A正确；
此现象是光电效应，说明光的粒子性，B错误；
人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构，中子衍射说明中子是一种波，故C正确；
光电效应实验中，光电子的最大动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关，说明光是一种粒子，故D错误.
达标检测1.能引起人的眼睛视觉效应的最小能量为10－18 J，已知可见光的平均波长约为0.6 μm，普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，则进入人眼的能量子数至少为
A.1个 B.3个
C.30个 D.300个√解析答案解析　可见光的平均频率ν＝ ，能量子的平均能量为ε＝hν，引起视觉效应时E＝nε，联立可得n≈3，B正确.2.（多选）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.频率超过极限频率的入射光，光照强度越弱，所产生的光电子的最大动
能就越小
D.频率超过极限频率的入射光，频率越高，所产生的光电子的最大动能就
越大解析答案解析　根据光电效应规律可知A正确，B错误.
根据光电效应方程Ekm＝hν－W知，频率ν越高，光电子的最大动能就越大，C错误，D正确.√√3.（多选）如图5是某金属在光的照射下产生的光电子的最大动能Ekm与入射光频率ν的关系图像.由图像可知
A.该金属的逸出功等于E
B.该金属的逸出功等于hν0
C.入射光的频率为2ν0时，产生的光电子的最
大动能为E
D.入射光的频率为 时，产生的光电子的最大
动能为解析答案图5√√√解析　由爱因斯坦光电效应方程Ekm＝hν－W知，当ν＝0时－W＝Ekm，故W＝E，A项对；
而Ekm＝0时，hν＝W即W＝hν0，B项对；
入射光的频率为2ν0时产生的光电子的最大动能Ekm＝2hν0－hν0＝hν0＝E，C项对；
入射光的频率为 时，不会发生光电效应，D错.4.已知金属铯的极限波长为0.66 μm，用0.50 μm的光照射铯金属表面发射光电子的最大动能为多少焦耳？铯金属的逸出功为多少焦耳？（普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s）解析答案答案 9.6×10－20 J　3×10－19 J解析　金属铯发生光电效应的极限频率ν0＝ .
金属铯的逸出功
≈3×10－19 J.
由光电效应方程
≈9.6×10－20 J.谢 谢