2017_2018学年高中物理第十七章波粒二象性本章优化总结教师用书
17.3粒子的波动性(教师版)2017-2018学年高二物理人教选修3-5
第十七章波粒二象性第3节粒子的波动性1．下列物理实验中，能说明粒子具有波动性的是A．通过研究金属的遏止电压与入射光频率的关系，证明了爱因斯坦光电效应方程的正确性B．通过测试多种物质对X射线的散射，发现散射射线中有波长变大的成分C．通过电子双缝实验，发现电子的干涉现象D．利用晶体做电子束衍射实验，证实了电子的波动性【答案】CD【解析】干涉和衍射是波特有的现象，由于X射线散射满足动量守恒，说明X射线具有粒子性，光电效应也说明了具有粒子性，即A、B不能说明粒子的波动性，证明粒子的波动性只能是CD。
2．根据爱因斯坦“光子说”可知，下列说法错误的是A．“光子说”本质就是牛顿的“微粒说”B．光的波长越大，光子的能量越小C．一束单色光的能量可以连续变化D．只有光子数很多时，光才具有粒子性【答案】ACD【解析】爱因斯坦的“光子说”与牛顿的“微粒说”本质不同，选项A错误。
由E=hc可知选项B正确。
一束单色光的能量不能是连续变化，只能是单个光子能量的整数倍，选项C错误。
光子不但具有波动性，而且具有粒子性，选项D错误。
3．关于光的波粒二象性，下列说法中不正确的是A．波粒二象性指光有时表现为波动性，有时表现为粒子性B．个别光子易表现出粒子性，大量光子易表现出波动性C．能量较大的光子其波动性越显著D．光波频率越高，粒子性越明显【答案】C【解析】波粒二象性指光有时表现为波动性，有时表现为粒子性，选项A正确；个别光子易表现出粒子性，大量光子易表现出波动性，选项B正确；能量较大的光子频率较大，则其粒子性越显著，选项C错误；光波频率越高，粒子性越明显，选项D正确。
4．物理学家做了一个有趣的实验：在双缝干涉实验中，在光屏处放上照相底片，若减弱光波的强度，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，底片上只出现一些不规则的点子；如果曝光时间足够长，底片上就出现了规则的干涉条纹，对这个实验结果下列认识不正确的是A．曝光时间足够长时，底片上的条纹看不清楚，故出现不规则的点子B．单个光子的运动没有确定的轨道C．干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方D．只有大量光子的行为才能表现出波动性【答案】A【解析】曝光时间不长时，个别光子表现出粒子性，使底片上出现了不规则的点子，而曝光时间足够长时，大量光子的行为表现出波动性，底片上出现了规则的干涉条纹，综上所述，本题选A。
高中物理第十七章波粒二象性章末总结课件新人教版选修3_5
粒子具有 波粒二象 性
h 4π 不确定性关系：ΔxΔp≥___
题型探究
例1
激光器是一个特殊的光源，它发出的光便是激光，红宝石激光器发
射的激光是不连续的一道一道的闪光，每道闪光称为一个光脉冲，现有一 红宝石激光器，发射功率为1.0×1010 W，所发射的每个光脉冲持续的时间 Δt为1.0×10－11 s，波长为 793.4 nm.问每列光脉冲的长度l是多少？其中含 有的光子数n是多少？(普朗克常量h＝6.63×10－34 J· s，光速c＝3×108 m/s) 答案 3×10－3 m 4×1017个
坐标系中，则正确的图是
√
解析
答案
四、波粒二象性的理解
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
光子：光辐射不连续，每一份光叫做一个光子 ____
光子说 光子的能量：ε＝ hν h λ 光子的动量：p＝___ 少量光子易表现出粒子 性，大量光子易表现 出 波动 性 光具有波粒二象性 高频光子 粒子 性显著，低频光子 波动 性显著 光传播时表现出 波动 性，与微粒作用时表现 出 粒子 性
德布罗意 提出粒子具有波动性：物质波或概率波 波 粒 二 象 性 电子的衍射现象证实了粒子的波动性 ______ 粒子的波动性
第十七章
波粒二象性
章末总结
内容索引
知识网络
题型探究
达标检测
知识网络
能量的 波 粒 二 象 性 光 的 粒 子 性 量子化
物理课堂精人教3-5全国通用教师用书：第十七章 波粒二象性 章 末 小 结1 含答案
章 末 小 结错误!错误!一、应用光电效应方程解题的方法光电效应方程表达式为E k ＝hν－W 0。
其中,E k ＝12m e v 2为光电子的最大初动能，W 0为逸出功.光电效应方程表明，光电子最大初动能与入射光的频率ν呈线性关系，与光强无关。
只有当hν〉W 0时,才有光电子逸出，νc ＝错误!就是光电效应的截止频率.（1)常见物理量的求解（2)应用光电效应规律解题应当明确①光电效应规律中“光电流的强度”指的是光电流的饱和值(对应从阴极发射出的电子全部被拉向阳极的状态）。
因为光电流未达到饱和值之前，其大小不仅与入射光的强度有关,还与光电管两极间的电压有关，只有在光电流达到饱和值以后才和入射光的强度成正比。
②明确两个决定关系a．逸出功W0一定时，入射光的频率决定着能否产生光电效应以及光电子的最大初动能.b．入射光的频率一定时,入射光的强度决定着单位时间内发射出来的光电子数。
典例1(多选)（湖北武钢三中、武汉三中、省实验中学2015～2016学年高二下学期联考)用如图甲所示的电路研究光电效应中光电流强度与照射光的强弱、频率等物理量的关系。
图中A、K两极间的电压大小可调，直流电源的正负极也可以对调。
分别用a、b、c三束单色光照射,调节A、K间的电压U，得到光电流I与电压U的关系如图乙所示.由图可知（ABC)A．单色光b的频率大于a的频率B．单色光a和c的光子能量相同，但a光强度更强些C．单色光a的遏止电压小于单色光b的遏止电压D．随着电压的增大，光电流不断增大解题指导：两条线索：(1)通过频率分析:光子频率高→光子能量大→产生光电子的最大初动能大。
(2）通过光的强度分析:入射光强度大→光子数目多→产生的光电子多→光电流大。
解析：由图乙可知，单色光b照射后遏止电压较大，根据E km ＝eU c知,b光照射后产生的光电子最大初动能较大，根据光电效应方程E km＝hν－W0得，b光的频率大于a光的频率，故A正确,C正确；a、c两光照射后遏止电压相同，知产生的光电子最大初动能相等，可知a、c两光的频率相等,光子能量相等,由于a光的饱和电流较大，则a光的强度较大,故B正确；随着正向电压的增大，光电流增大,增大到一定程度,电流达到饱和，不再增大，故D错误.故选A、B、C。
高中物理第十七章 波粒二象性本章优化总结
栏目 导引
第十七章
波粒二象性
(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装置后可以形成干涉图样 B．β 射线在云室中穿过会留下清晰的径迹 C．人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构 D．人们利用电子显微镜观测物质的微观结构
栏目 导引
第十七章
波粒二象性
第十七章
波粒二象性
本章优化总结
第十七章
波粒二象性
最小
波 粒 二 象 性
栏目 导引
第十七章
波粒二象性
波 粒 二 象 性
栏目 导引
第十七章
波粒二象性
专题一
光电效应规律及其应用
有关光电效用光电效应方程进行计算．求解光电效应 问题的关键在于掌握光电效应规律，明确各概念之间的决定 关系，准确把握它们的内在联系．
栏目 导引
第十七章
波粒二象性
专题二
对光的波粒二象性的进一步认识
1．大量光子产生的效果显示出波动性，比如干涉、衍射现象 中，如果用强光照射，在光屏上立刻出现了干涉、衍射条纹， 波动性体现了出来；个别光子产生的效果显示出粒子性，如 果用微弱的光照射，在屏上就只能观察到一些分布毫无规律 的光点，粒子性充分体现；但是如果微弱的光在照射时间加 长的情况下，在感光底片上的光点分布又会出现一定的规律 性，倾向于干涉、衍射的分布规律．这些实验为人们认识光 的波粒二象性提供了良好的依据．
栏目 导引
第十七章
波粒二象性
4． 入射光强度指的是单位时间内入射到金属表面单位面积上 的光子的总能量，在入射光频率 ν 不变时，光强正比于单位 时间内照到金属表面单位面积上的光子数，但若入射光频率 不同，即使光强相同，单位时间内照到金属表面单位面积上 的光子数也不相同，因而从金属表面逸出的光电子数也不相 同(形成的光电流也不相同)．
18学年高中物理第十七章波粒二象性17.4概率波17.5不确定性关系课件新人教版选修3_5
3.由不确定性关系可知,微观粒子的位置和动量不能同时被确定, 也就决定了不能用“轨迹”来描述粒子的运动。
一
二
三
四
四、物理模型与物理现象 在经典物理学中,对于宏观对象,我们分别建立粒子模型和波动 模型;在微观世界里,也需要建立物理模型,像粒子的波粒二象性模 型。
一
二
三
四
不确定性关系是说什么量测不准?为什么说普朗克常量h是划分 经典物理学和量子力学的一个界线? 提示：不确定性关系不是说微观粒子的坐标测不准,也不是说微 观粒子的动量测不准,更不是说微观粒子的坐标和动量都测不准, 而是说微观粒子的坐标和动量不能同时测准。 普朗克常量是不确定性关系中的重要角色,如果普朗克常量h的 值可忽略不计,这时物体的位置、动量可同时有确定的值,如果h不 能忽略,这时必须考虑微粒的波粒二象性。所以h成为划分经典物 理学和量子力学的一个界线。
ℎ
一
二
2.不确定性关系是自然界的一条客观规律。 对任何物体都成立,并不是因为测量技术和主观能力而使微观粒 子的坐标和动量不能同时测准。 对于宏观尺度的物体,其质量m通常不随速度v变化(因为一般
情况下 v
ℎ 远小于 c),即 Δp=mΔv,所以 ΔxΔv≥4π������ 。由于������远
大于 ℎ, 因此 Δ������和 Δ������都非常小, 完全可以忽略。可见, 不确定性 现象仅在微观世界方可观经典波的特点。 2.了解概率波的内容。 3.了解不确定性关系的内容,会用不确定性关系的对应公式分析 简单问题。
一
二
三
四
一、经典的粒子和经典的波 1.经典的粒子:粒子有一定的空间大小,有一定的质量,有的还具有 电荷,遵循(选填“遵循”或“不遵循”)牛顿运动定律。任意时刻都有 确定的位置和速度以及时空中确定的轨道,是经典物理学中粒子运 动的基本特征。 2.经典的波:经典的波在空间是弥散开来的,其特征是具有频率和 波长,也就是说具有时空的周期性。
高中物理第十七章波粒二象性章末复习总结17课件新人教版选修35
第三十一页，共31页。
A．使光子一个一个地通过双缝干涉实验装置的狭缝，如 果时间足够长，底片上将出现双缝干涉图样
B．使光子一个一个地通过双缝干涉实验装置的狭缝，如 果时间足够长，底片上将出现不太清晰的双缝干涉图样
C．大量光子的运动规律显示出光的粒子性 D．个别光子的运动显示出光的粒子性
第二十五页，共31页。
[解析] 单个光子运动具有不确定性，大量光子落点的概 率分布遵循一定规律，显示出光的波动性。使光子一个一个地 通过双缝，如果时间足够长，底片上会出现明显的干涉图样， A正确，B、C错误；由光的波粒二象性知，个别光子的运动显 示出光的粒子性，D正确。
第八页，共31页。
电子吸收光子能量后，一部分克服
光电子的最大初动 能随着入射光频率 的增大而增大，与 入射光的强度无关
阻碍作用做功，剩余部分转化为光 电子的初动能，只有从金属表面飞 出的光电子才具有最大初动能，对 于确定的金属，W0是一定的，故光 电子的最大初动能只随入射光的频
率增大而增大
第九页，共31页。
第二十七页，共31页。
(4)波动性与粒子性的统一：由光子的能量E＝hν，光子的
动量p＝
h λ
表达式也可以看出，光的波动性和粒子性并不矛盾：
表示粒子性的粒子能量和动量的计算式中都含有表示波的特征
的物理量——频率ν和波长λ。
(5)理解光的波粒二象性时不可把光当成宏观概念中的波，
也不可把光当成宏观概念中的粒子。
第二十一页，共31页。
(2)在光的干涉现象中，若曝光时间不长，在底片上只出现 一些不规则的点，这些点表示光子的运动跟宏观的质点不同。 但曝光时间足够长时，底片上出现了有规律的干涉条纹。可 见，光的波动性是大量光子表现出来的现象。
2018高二物理 选修3-5课件 第十七章 波粒二象性 第3节
课堂情景切入
如图所示是一台电子显微镜， 竖直圆筒的上、下两端分别装着负 极和正极，电压可高达1×106V。它 的分辨本领很高，可以看清大小为 0.2nm的物体。
你知道电子显微镜的分辨本领 与哪些因素有关吗？
知识自主梳理
光的波粒二象性
1.光的本性 (1)19世纪初托马斯·杨、菲涅耳、马吕斯等分别观察到了 光的_干__涉__、_衍__射__和偏振现象。 (2)19世纪60年代和80年代，麦克斯韦和赫兹先后从理论上 和实验上确认了光的__电__磁__波__本质。 (3)光电效应和康普顿效应揭示了光的__粒__子__性__。
2．光子的能量和动量
(1)能量：ε＝__h_ν__； h
(2)动量：p＝___λ__。
3．意义
能量 ε 和动量 p 是描述物质的_粒__子__性的重要物理量；波长
λ 和频率 ν 是描述物质的_波__动__性的典型物理量。因此 ε＝__h_ν__ h
和 p＝___λ__揭示了光的粒子性和波动性之间的密切关系。
对物质波的理解和计算
质量为10g，速度为300m/s在空中飞行的子 弹，其德布罗意波波长是多少？为什么我们无法观察出其波动 性？如果能够用特殊的方法观察子弹的波动性，我们是否能看 到子弹上下或左右颤动着前进，在空间中描绘出正弦曲线或其 他周期性曲线？为什么？
解析：根据德布罗意的观点，任何运动着的物体都有一种 波和它对应，飞行的子弹必有一种波与之对应，由于子弹的德 布罗意波长极短，我们不能观察到其衍射现象，由于德布罗意 波是一种概率波，仅是粒子在空间出现的概率遵从波动规律， 而非粒子做曲线运动。
虽然光子与电子都是微观粒子，都具有波粒二象性，但电 子是实物粒子，有静止质量，光子不是实物粒子，没有静止质 量，电子是以实物形式存在的物质，光子是以场形式存在的物 质，所以，不能说光子与电子是同样的一种粒子。
2017_2018学年高中物理第十七章波粒二象性章末总结学案新人教版选修3_520170926299
第十七章波粒二象性章末总结一、量子论、光子说、光子能量的计算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ε＝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ε＝hν，其中h为普朗克常量，h＝6.63×10－34 J·s.c3．光的频率与波长的关系：ν＝.λ例1激光器是一个特殊的光源，它发出的光便是激光，红宝石激光器发射的激光是不连续的一道一道的闪光，每道闪光称为一个光脉冲，现有一红宝石激光器，发射功率为1.0×1010 W，所发射的每个光脉冲持续的时间Δt为1.0×10－11 s，波长为793.4 n m.问每列光脉冲的长度l是多少？其中含有的光子数n是多少？(普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，光速c＝3×108m/s)答案3×10－3 m4×1017个解析光脉冲的长度是光在一个脉冲时间内传播的距离，设为l.则l＝cΔt＝3×108×1.0×10－11 m＝3×10－3 m.根据W＝PΔt可知每列光脉冲能量W＝PΔt＝1.0×1010×1.0×10－11 J＝0.1 J.c 3 × 108而每个光子能量E＝h＝6.63×10－34×J≈2.507×10－19 J.λ793.4 × 10－9W0.1故每个光脉冲含有光子数n＝＝个≈4×1017个．E 2.507 × 10－19二、光电效应的规律和光电效应方程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)光电子的最大初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E k＝hν－W0W0表示金属的逸出功，νc表示金属的极限频率，则W0＝hνc.例2如图1甲所示为研究光电效应的电路图．图12(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．(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象如图乙所示．则光电子的最大初动能为________ J，金属的逸出功为______ J.答案(1)减小可能(2)3.2×10－19 4.8×10－19解析(1)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，紫光照射不一定能发生光电效应，所以电流表可能有示数．(2)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E km＝hν－W0得W0＝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．光电子的最大初动能与入射光的频率成正比B．光电子的最大初动能越大，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答案 C解析由光电效应方程知，光电子的最大初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，与光电子的最大初动能无关，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．三、用图象表示光电效应的规律1．E k－ν图象根据爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0，光电子的最大初动能E k是入射光频率ν的一次函数，图象如图2所示．其横轴截距为金属的极限频率νc，纵轴截距是金属的逸出功的负值，斜率为普朗克常量h.图23图32．I－U图象光电流强度I随光电管两极间电压U的变化图象如图3所示，图中I m为饱和光电流，U c为遏1止电压．利用m e v m2＝eU c可得光电子的最大初动能．2图43．U c－ν图象遏止电压与入射光频率ν的关系图象如图4所示：图中的横轴截距νc为截止频率．而遏止电压U c随入射光频率的增大而增大．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初动能E k随入射光频率ν变化的E k－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E k－ν坐标系中，则正确的图是()答案 A解析根据光电效应方程E k＝hν－W0可知，E k－ν图象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．四、波粒二象性的理解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．hε2．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＝)．p h 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．例4(多选)关于光的波粒二象性，正确的说法是()A．光的频率越高，光子的能量越大，粒子性越显著B．光的波长越长，光的能量越小，波动性越显著C．频率高的光子不具有波动性，波长较长的光子不具有粒子性D．个别光子产生的效果往往显示粒子性，大量光子产生的效果往往显示波动性答案ABD解析光具有波粒二象性，但在不同情况下表现不同，频率越高，波长越短，粒子性越明显，反之波动性越明显，个别光子易显示粒子性，大量光子易显示波动性，故选项A、B、D正确．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个答案 Bc解析可见光的平均频率ν＝，λ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初动能就越小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初动能就越大答案AD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E k＝hν－W0知，频率ν越高，光电子的最大初动能就越大，C错误，D正确．53．(多选)如图5是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能E k与入射光频率ν的关系图象．由图象可知()图5A．该金属的逸出功等于EB．该金属的逸出功等于hν0C．入射光的频率为2ν0时，产生的光电子的最大初动能为Eν0 ED．入射光的频率为时，产生的光电子的最大初动能为2 2答案ABC解析由爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0知，当ν＝0时－W0＝E k，故W0＝E，A项对；而E k＝0时，hν＝W0即W0＝hν0，B项对；入射光的频率为2ν0时产生的光电子的最大初动能E kmν0＝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．24．(多选)现代物理学认为，光和实物粒子都具有波粒二象性，下列事实中突出体现波动性的是()A．一定频率的光照射到锌板上，光的强度越大，单位时间内锌板上发射的光电子就越多B．肥皂液是无色的，吹出的肥皂泡却是彩色的C．质量为10－3 kg、速度为10－2 m/s的小球，其德布罗意波长约为10－28 m，不过我们能清晰地观测到小球运动的轨迹D．人们常利用热中子研究晶体的结构，因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距大致相同答案BD解析光子照到锌板上，发生光电效应，说明光有粒子性，A不正确；白光在肥皂泡上发生薄膜干涉时，会出现彩色条纹，光的干涉现象说明了光有波动性，B正确；由于小球的波长很小，波动性不明显，表现为粒子性，C不正确；用热中子研究晶体结构，其实是通过中子的衍射来“观察”晶体的，是利用中子的波动性，D正确．5．已知金属铯的极限波长为0.66μm，用0.50μm的光照射铯金属表面发射光电子的最大初动能为多少焦耳？铯金属的逸出功为多少焦耳？(普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s)答案9.6×10－20 J3×10－19 Jc解析金属铯发生光电效应的极限频率ν0＝.λ0金属铯的逸出功c 3 × 108W＝hν0＝h＝6.63×10－34×Jλ0 0.66 × 10－6≈3×10－19 J.由光电效应方程c c 1 1E k＝hν－W0＝h－h＝hc( －)λλ0 λλ01 1＝6.63×10－34×3×108×(－)J0.50 × 10－6 0.66 × 10－6≈9.6×10－20 J.。
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第十七章波粒二象性
专题一光电效应规律及其应用
有关光电效应的问题主要有两个方面：一是关于光电效应现象的判断，二是运用光电效应方程进行计算．求解光电效应问题的关键在于掌握光电效应规律，明确各概念之间的决定关系，准确把握它们的内在联系．
1．决定关系及联系
2.“光电子的动能”可以是介于0～E km的任意值，只有从金属表面逸出的光电子才具有最大初动能，且随入射光频率增大而增大．
3．光电效应是单个光子和单个电子之间的相互作用产生的，金属中的某个电子只能吸收一个光子的能量，只有当电子吸收的能量足够克服原子核的引力而逸出时，才能产生光电效应．
4．入射光强度指的是单位时间内入射到金属表面单位面积上的光子的总能量，在入射光频率ν不变时，光强正比于单位时间内照到金属表面单位面积上的光子数，但若入射光频率不同，即使光强相同，单位时间内照到金属表面单位面积上的光子数也不相同，因而从金属表面逸出的光电子数也不相同(形成的光电流也不相同)．
小明用金属铷为阴极的光电管观测光电效应现象，实验装置示意图如图甲所示．已知普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s.
(1)图甲中电极A为光电管的________(填“阴极”或“阳极”)；
(2)实验中测得铷的遏止电压U c与入射光频率ν之间的关系如图乙所示，则铷的截止频率νc＝________Hz，逸出功W0＝________J；
(3)如果实验中入射光的频率ν＝7.00×1014 Hz，则产生的光电子的最大初动能E k＝________J.
[解析] (1)电极A为光电管的阳极．
(2)由U c－ν图象知，
铷的截止频率为νc＝5.15×1014 Hz.
由W0＝hν0得W0＝3.41×10－19 J.
(3)由光电效应方程得：
E k＝hν－W0＝6.63×10－34×7.00×1014 J－3.41×10－19 J＝1.23×10－19 J.
[答案] (1)阳极(2)5.15×1014 Hz 3.41×10－19
(3)1.23×10－19 J
1.(多选)(2016·河北保定模拟)如图所示，这是一个研究光电效应的电路图，下列叙述中正确的是( )
A．只调换电源的极性，移动滑片P，当电流表示数为零时，电压表示数为遏止电压U0的数值
B．保持光照条件不变，滑片P向右滑动的过程中，电流表示数将一直增大
C．不改变光束颜色和电路，增大入射光束强度，电流表示数会增大
D．阴极K需要预热，光束照射后需要一定的时间才会有光电流
解析：选BC.当只调换电源的极性时，电子从K到A减速运动，到A恰好速度为零时对应电压为遏止电压，所以A项错；当其他条件不变，P向右滑动，加在光电管两端的电压增
加，光电子运动更快，由I＝q
t
得电流表读数变大，B项正确．只改变光束强度时，单位时间
内光电子数变多，电流表示数变大，C项正确．因为光电效应的发生是瞬间的，阴极K不需要预热，所以D项错．
专题二对光的波粒二象性的进一步认识
1．大量光子产生的效果显示出波动性，比如干涉、衍射现象中，如果用强光照射，在光屏上立刻出现了干涉、衍射条纹，波动性体现了出来；个别光子产生的效果显示出粒子性，如果用微弱的光照射，在屏上就只能观察到一些分布毫无规律的光点，粒子性充分体现；但是如果微弱的光在照射时间加长的情况下，在感光底片上的光点分布又会出现一定的规律性，倾向于干涉、衍射的分布规律．这些实验为人们认识光的波粒二象性提供了良好的依据．2．光子和电子、质子等实物粒子一样，具有能量和动量，和其他物质相互作用时，粒子性起主导作用．
3．光子的能量与其对应的频率成正比，而频率是波动性特征的物理量，因此E＝hν，揭示了光的粒子性和波动性之间的密切联系．
4．对不同频率的光，频率低、波长长的光，波动性特征显著；而频率高、波长短的光，粒子性特征显著．
5．光在传播时体现出波动性，在与其他物质相互作用时体现出粒子性．
6．处理光的波粒二象性的关键是正确理解其二象性，搞清光波是一种概率波．
(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装置后可以形成干涉图样
B．β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹
C．人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构
D．人们利用电子显微镜观测物质的微观结构
[解析] 电子束通过双缝产生干涉图样，体现的是波动性，A正确；β射线在云室中留下清晰的径迹，不能体现波动性，B错误；衍射体现的是波动性，C正确；电子显微镜利用了电子束波长短的特性，D正确．
[答案] ACD
2.(多选)从光的波粒二象性出发，下列说法正确的是( )
A．光是高速运动的微观粒子，每个光子都具有波粒二象性
B．光的频率越高，光子的能量越大
C．在光的干涉中，暗条纹的地方是光子不会到达的地方
D．在光的干涉中，亮条纹的地方是光子到达概率最大的地方
解析：选BD.一个光子谈不上波动性，A错误；暗条纹是光子到达概率最小的地方，C 错误．。