高中物理 第5章 波与粒子章末整合课件 鲁科选修35.ppt

第5章——章末整合提升一、量子论与光子说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＝6.63×10－34J·s.例1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．答案CD例2已知：功率为100W的灯泡消耗的电能的5%转化为所发出的可见光的能量光速c＝3.0×108m/s普朗克常量h＝6.63×10－34J·s假定所发出的可见光的波长都是560nm计算灯泡每秒内发出的光子数．二、光电效应的规律和光电效应方程1.光电效应规律(1)任何一种金属都对应一个极限(截止)频率入射光的频率低于极限频率不会产生光电效应.(2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关只随着入射光频率的增大而增大.(3)当入射光频率大于极限频率时保持频率不变光电流的强度与入射光的强度成正比.(4)入射光照到金属上时光电子的发射几乎是瞬时的一般不超过10－9s.2.爱因斯坦光电效应方程：Ek＝hν－W.W表示金属的逸出功νc表示金属的极限频率则W＝hνc.例31905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发生光电效应改用波长较短的光照射该金属可能发生光电效应解析根据光电效应现象的实验规律只有入射光频率大于极限频率时才能发生光电效应故A、D正确；根据光电效应方程最大初动能与入射光频率为线性关系但非正比关系B错；根据光电效应现象的实验规律光电子的最大初动能与入射光强度无关C错.答案AD例4用波长为2.0×10－7m的紫外线照射钨的表面释放出来的光电子中最大的动能是4.7×10－19J.由此可知钨的极限频率是(普朗克常量h＝6.63×10－34J·s光速c＝3.0×108m/s结果取两位有效数字)()A.5.5×1014HzB.7.9×1014HzC.9.8×1014HzD.1.2×1015Hz答案B三、用图象表示光电效应的规律1.Ek—ν图象根据爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W光电子的最大初动能Ek是入射光频率ν的一次函数图象如图1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2例5(1)研究光电效应的电路如图3所示.用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K)钠极板发射出的光电子被阳极A吸收在电路中形成光电流.下列光电流I与A、K之间的电压UAK的关系图象中正确的是()(2)钠金属中的电子吸收光子的能量从金属表面逸出这就是光电子.光电子从金属表面逸出的过程中其动量的大小________(选填“增大”、“减小”或“不变”)原因是__________________________________________________.答案(1)C(2)减小光电子受到金属表面层中力的阻碍作用(或需要克服逸出功)四、光的波粒二象性、物质波1.光的干涉、衍射、光的偏振说明光具有波动性光电效应、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.电子的衍射实验说明了一些物质微粒也像光子一样具有波粒二象性.例6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10－3kg、速度为10－2m/s的小球其德布罗意波长约为10－23m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