高三物理第二十一章量子论初步第一节~第三节人教版知识精讲.docVIP

高三物理第二十一章量子论初步第一节~第三节人教版 【同步教育信息】 一. 本周教学内容： 第二十一章 量子论初步 第一节 光电效应 第二节 光的波粒二象性 第三节 物质波 二. 知识要点： 1. 了解光电效应，能解释光电效应现象。掌握光电效应实验的四个规律。知道光子说，并能解释光电效应。 2. 知道哪些光的现象说明光具有波动性，哪些现象能说明光的粒子性．正确了解光的波粒二象性。 3. 了解物质波。了解牛顿力学的局限性 三. 重点、难点解析： 1. 光电效应：如图所示，在光的照射下，从锌板发射电子的现象叫光电效应，发射出的电子叫光电子。锌板原来不带电，在光子的作用下，锌板内的电子受激而逸出表面，此时锌板带正电。 光电效应的规律是：（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极限频率，才能产生光电效应；（2）光电子的最大初动能与入射光强度无关，只随入射光频率的增大而增大；（3）从入射光照射到光电子发射几乎是瞬时的，一般不超过10－9s；（4）发生光电效应时，光电流的强度与入射光的强度成正比。“入射光的强度”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。在入射光频率不变的条件下。光强正比于单位时间内照射到金属表面上单位面积的光子数。 爱因斯坦提出光子说：在空间传播的光是不连续的，是一份一份的，每—份叫一个光子，每个光子的能量爱因斯坦光电效应方程为：，式中W叫逸出功，是电子脱离某种金属表面引力所做功的最小值。 2. 不可把光当成宏观观念中的波，也不可把光当成宏观观念中的粒子。大量光子产生的效果往往显示出波动性。个别光子产生的效果往往显示出粒子性．频率越高的光，粒子性越明显，频率越低的光波动性越明显。光在传播过程中往往显示出波动性，在与物质作用时往往显示出粒子性。 3. 任何运动的物体，小到基本粒子，大到宏观大体，都有—种波与它对应，波长，这种波叫做物质波，也叫德布罗意波。 【典型例题】 [例1] 入射光照射到金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，那么（ ） A. 从光照至金属表面上到光子发射出之间的时间将增加 B. 逸出的光电子最大初动能将减小 C. 单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少 D. 有可能不发生光电效应 答案：C [例2] 在伦琴射线管两极间加6.63×104V的电压，设从阴极发出的电子的初速度为零，加速到达阳极时具有的动能的10％变为伦琴射线的光子能量，试计算伦琴射线的波长。（e=1.6×l0－19C，h=6.63×10－34J·s） 解：电子加速获得动能Ek=qU=1.6×10-19×6.63×104J 光子能量E=EK×10% 又E= ∴ [例3] 下列对光的波粒二象性的说法中，正确的是（ ） A. 有的光是波，有的光是粒子 B. 光子与电子是同样一种粒子 C. 光的电磁说能解释光电效应 D. 光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著 解：光具有波粒两象性，不是有的是波，有的是粒子，只是光波随频率高低变化，对应的现象也随着变化。光子与电子不是同种粒子。光的电磁说说明光是电磁波，而光电效应说明光具有粒子性。所以A、B、C选项都错。光的波长越长，频率越低，其波动性越显著，波长越短，频率越高，其粒子性越显著D选项正确。 [例4] 一个质量为4×10－4g的尘埃颗粒，以lcm／s的速度在空气中下落，计算它的德布罗意波波长。 解：由德布罗意公式有 【模拟试题】 1. 用两束频率相同、强度不同的紫外线分别照射两种金属的表面，均能产生光电效应，那么（ ） A. 两束光的光子能量相同 B. 两种情况下逸出的光电子个数相同 C. 两种情况下逸出的光电子的最大初动能相同 D. 两种情况下逸出的光电子的最大初动能不同 2. 某金属在一束绿光的照射下发生了光电效应。则（ ） A. 若增加绿光的照射强度，单位时间内逸出的光电子数目增加 B. 若增加绿光的照射强度，逸出的光电子的最大初动能增加 C. 若改用紫光照射，逸出的光电子的最大初动能增大 D. 若改用黄光照射，单位时间内逸出的光电子数目一定减少 3. 关于光的本性的下列认识中，错误的是（ ） A. 双缝干涉实验说明光具有波动性 B. 光电效应说明光具有粒子性 C. 光的反射现象是波动学说的有力证据 D. 光具有波粒二象性 4. 关于光的本质的下列说法中，错误的是（ ） A. 频率越高的光，越容易观察到它的衍射现象 B. 波长越长的光，波动性越显著；波长越短的光，粒子性越显著 C. 单个光子的运动跟宏观现象中的质点运动不同，没有一定的轨迹 D. 大量光子通过同一小圆孔时，将发