2019学年高中物理第二章波粒二象性章末盘点教学案粤教版选修37

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1 第二章 波粒二象性 对应学生用书页码

波

粒

二

象

性

错误!

另一方面是应用光电效应方程进行简单的计算，处理该类问题关键是掌握光电效应的规律，明确各概念之间的决定关系。

1．光电效应的规律

(1)极限频率ν0是能使金属发生光电效应的最低频率，这也是判断能否发生光电效应的依据。若ν≤ν0，无论多强的光照射时，都不能发生光电效应；

(2)最大初动能E k ，与入射光的频率和金属的逸出功有关，与光强无关；

(3)饱和光电流与光的强度有关，光强正比于单位时间内照射到金属表面单位面积上的光子数。

2．光电子的最大初动能

光电子的最大初动能跟入射光的能量h ν、金属逸出功W 0的关系为光电效应方程，表达式为12

mv 2max ＝h ν0－W 0，反映了光电效应现象中的能量转化和守恒定律。 [例1] (广东高考)(双选)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] 根据光电效应规律可知，增大入射光的强度，光电流增大，A 项正确；减小入

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射光的强度，光电流减小，光电效应现象并不消失，B项错误；改用小于ν的入射光照射，如果入射光的频率仍然大于光电管阴极材料的极限频率，仍能发生光电效应，C项错误；由爱因斯坦光电效应方程可知，增大入射光的频率，光电子的最大初动能增大，D项正确。

[答案] AD

(1)

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)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。

(3)在干涉条纹中，光强大的地方，光子到达的机会多，或者说光子出现的概率大。光强小的地方，光子到达的概率小。

(4)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。

(5)要综合理解各种频率的电磁波，就必须综合地运用波动和粒子两种观点。从发现光的波粒二象性起，才使人们认识到微观世界具有特殊的规律。

后来人们观察到电子的衍射图像，这些说明一些物质微粒也像光子一样具有波粒二象性。

(6)任何一个运动着的物体，小到电子、质子、大到行星、太阳都有一种波和它对应，波长λ＝h/p，人们把这种波叫做物质波。

物质波和光波一样，也属于概率波，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2] 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

[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。应选D项。

[答案] D

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3 [对应阶段质量检测二

(时间：60分钟，满分：100分)

一、单项选择题(共5小题，每题5分，共25分)

1．对于红、黄、绿、蓝四种单色光，下列表述正确的是( )

A ．在相同介质中，绿光的折射率最大

B ．红光的频率最高

C ．在相同介质中，蓝光的波长最短

D ．黄光光子的能量最小 解析：红、黄、绿、蓝四种单色光中，在相同介质中时，折射率n 红＜n 黄＜n 绿＜n 蓝，选项A 错；频率ν红＜ν黄＜ν绿＜ν蓝，选项B 错；在相同介质中由ν＝c n

和v ＝λ·ν得选项C 对。由ε＝h ν可得选项D 错。

答案：C

2．一个沿着一定方向运动的光子和一个静止的自由电子碰撞，碰撞后电子向某一方向运动，光子向另一方向散射出去，这个散射光子跟原来入射时相比( )

A ．速率减小

B ．频率增大

C ．能量增大

D ．波长变长

解析：碰撞后电子向某一方向运动，说明原来静止的电子获得了一定的能量，而光子在碰撞过程中损失一定的能量，因而光子能量减少，频率减小，由于光子速度不变，于是波长增大。故选项D 对。

答案：D

3．用不同频率的紫外光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E k 随入射光频率ν变化的E k －ν图像。已知钨的逸出功是3.28 eV ，锌的逸出功是3.34 eV ，若将二者的图像画在同一个E k －ν坐标图中，用实线表示钨、虚线表示锌，则正确反映这一过程的图是(如图1所示)(

)

图1

解析：由爱因斯坦光电方程E k ＝h ν－W 0，E k 与ν成线性关系。图像应为一条斜直线，其斜率为h ，故两条图线应互相平行，图线与ν轴的截距代表金属逸出功，W 钨＜W 锌，因此，A 选项正确。

答案：A

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4 4．用频率为ν的光照射某金属材料表面，逸出光电子的最大初动能为E ；若改用频率为ν′的另一种光照射该金属表面，逸出光电子的最大初动能为3E 。已知普朗克常量为h ，则ν′为( )

A ．3ν

B.ν3

C.2E h ＋ν

D.2E h －ν

解析：由光电效应方程可得：h ν＝E ＋W ，h ν′＝3E ＋W ，两式联立解得ν′＝2E h

＋ν，故选项C 对。

答案：C

5．光子不仅有能量，还有动量，光照射到某个面上就会产生压力。有人设想在火星探测器上安装面积很大的薄膜，正对着太阳光，靠太阳光在薄膜上产生压力推动探测器前进。第一次安装的是反射率极高的薄膜，第二次安装的是吸收率极高的薄膜，那么( )

A ．安装反射率极高的薄膜，探测器的加速度大

B ．安装吸收率极高的薄膜，探测器的加速度大

C ．两种情况下，由于探测器的质量一样，探测器的加速度大小应相同

D ．两种情况下，探测器的加速度大小无法比较

解析：若薄膜反射率极高，那么光子与其作用后，动量改变较大，即薄膜对光子的作用力较大，根据牛顿第三定律，光子对薄膜的作用力也较大，因此探测器可获得较大的加速度，故选项A 正确。B 、C 、D 错误。

答案：A

二、双项选择题(共7小题，每小题6分，共42分，全选对得6分，只选一个且正确得3分)

6．关于光的波动性与粒子性，以下说法正确的是( )

A ．爱因斯坦的光子说否定了光的电磁说

B ．光电效应现象说明了光的粒子性

C ．频率越高的电磁波，粒子性越显著

D ．波长越长的电磁波，粒子性越显著

解析：光电效应说明了光具有粒子性，爱因斯坦的光子说并没有否定光的电磁说，故A 错，B 对。波长越长(或频率越 …… 此处隐藏：2623字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……