高中物理 第十七章 波粒二象性本章整合学案 新人教版选修3-5-新人教版高二选修3-5物理学案.doc

第十七章波粒二象性本章整合知识网络专题归纳专题一光电效应的规律和爱因斯坦光电效应方程有关光电效应的问题主要是两个方面，一是关于光电效应现象中有关规律的判断，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，明确各物理量之间的决定关系。光电效应的规律是：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Ek，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，在入射光频率不变的情况下，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。光电子的最大初动能跟入射光的能量hν、金属逸出功W0的关系为光电效应方程，表达式为Ek＝hν－W0，反映了光电效应现象中的能量转化和守恒。【例题1】关于光电效应的规律，下列说法不正确的是()A．当某种色光照射金属表面时，能产生光电效应，则入射光的频率越高，产生的光电子的最大初动能越大B．当某种色光照射金属表面时能产生光电效应，则入射光的强度越大产生的光电子数越多C．对某金属，入射光波长必须小于一极限波长，才能产生光电效应D．同一频率的光照射不同金属，如果都能产生光电效应，则逸出功越大的金属产生的光电子的最大初动能也越大解析：由爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0，可知入射光频率ν越高，Ek值越大，故A项正确；当某种色光照射金属表面能产生光电子，入射光强度越大，单位时间照射到金属单位面积上的光子数就越多，光子与光电子是一对一的关系，因而产生的光电子数越多，故B项正确；产生光电效应的条件是入射光的频率大于金属极限频率，所以入射光波长必须小于一极限波长，才能产生光电效应，故C项正确；不同金属W0不一样，由Ek＝hν－W0知，同频率的光照射时，逸出功W0大的金属，光电子的最大初动能小，所以D错误。答案：D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ε＝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。【例题2】关于光的波粒二象性的说法中，正确的是()A．一束传播的光，有的光是波，有的光是粒子B．光波与机械波是同种波C．光的波动性是由光子间的相互作用而形成的D．光是一种波，同时也是一种粒子，光子说并未否定电磁说，在光子能量ε＝hν中，仍表现出波的特性解析：光是一种波，同时也是一种粒子，光具有波粒二象性，当光和物质作用时，是“一份一份”的，表现出粒子性；单个光子通过双缝后的落点无法预测，但大量光子通过双缝后在空间各点出现的可能性可以用波动规律描述，表现出波动性，粒子性和波动性是光子本身的一种属性，光子说并未否定电磁说。答案：D专题三图象法在光电效应实验规律中的应用在光电效应实验规律中，有两个关系：(1)光电子的最大初动能随入射光频率ν的增大而增大；(2)光电流的强度跟入射光强度成正比。注意第一个关系中并不是成正比，而第二个关系是成正比，Ekν曲线如图所示。【例题3】由爱因斯坦光电效应方程可以画出光电子的最大初动能和入射光的频率的关系，如图所示，以下说法正确的是()A．νc表示截止频率B．W0的绝对值等于逸出功C．直线的斜率表示普朗克常量h的大小D．图线表明最大初动能与入射光频率成正比解析：由爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0可知，当Ek＝0时，νc＝即为某金属的截止频率；当ν＝0时，Ek＝－W0，可见W0的绝对值就是该金属对应的逸出功；而该直线的斜率tanα＝＝h即为普朗克常量。故选项A、B、C正确。答案：ABC