知識整臺與Bft段臉測知識圉示光|的'占波象粒性二象性- 轉化-現象：光現象 電現象吸收光子

本質：電子一＞光電子"①極限頻率規律』②遏止電壓光電效應＜ i③光電流強度1能量量子假說光子說：光子能量1L光電效應方程:12hv=2mvmax+W光子的動量：p=￡康普頓效應■=]X'- 理論解釋光的粒子性g I+入①光具有粒子性一一光子結論V結1②光具有波粒二象性光的雙縫干涉光波是概率波尸hv粒子的波粒二象性內容：社h德布羅意假說實驗驗證：電子衍射物質波是概率波電子云不確定性關系：皿￥4n高頻婪析考點一光電效應的規律和愛因斯坦光電效應方程有關光電效應的問題主要是兩個方面,是關于光電效應現象中有關規律的判斷,方面是應用光電效應方程進行簡單的計算,處理該類問題關鍵是掌握光電效應的規律,另一明確各概念之間的決定關系。光電效應的規律極限頻率V是能使金屬發生光電效應的最低頻率，這也是判斷能否發生光電效應的依據。若穴v，無論多強的光照射時，都不能發生光電效應；最大初動能Ek，與入射光的頻率和金屬的逸出功有關，與光強無關；飽和光電流與光的強度有關，光強正比于單位時間內照射到金屬表面單位面積上的光子數。光電子的最大初動能光電子的最大初動能跟入射光的能量 hv金屬逸出功Wo的關系為光電效應方程，表達式為 光的干涉、衍射、光的偏振說明光具有波動性，光電效應現象、康普頓效應則證明光具有粒子性，因此，光具有波粒二象性，對于光子這樣的微觀粒子只有從波粒二象性出發,才能統一說明光的各種行為。 在光的干涉現象中，若曝光時間不長，在底片上只出現一些不規則的點，這些點表示光子的運動跟宏觀的質點不同。但曝光時間足夠長時，底片上出現了有規律的干涉條紋?？梢?，光的波動性是大量光子表現出來的現象。 在干涉條紋中，光強大的地方，光子到達的機會多，或者說光子出現的概率大。光強小的地方，光子到達的概率小。 大量光子產生的效果顯示出光的波動性，少數光子產生的效果顯示出粒子性，且隨著光的頻率的增大，波動性越來越不顯著，而粒子性卻越來越顯著。 要綜合理解各種頻率的電磁波，就必須綜合地運用波動和粒子兩種觀點。從發現光的波粒二象性起，才使人們認識到微觀世界具有特殊的規律。后來人們觀察到電子的衍射圖像，這些說明一些物質微粒也像光子一樣具有波粒二象性。⑹任何一個運動著的物體，小到電子、質子、大到行星、太陽都有一種波和它對應,mvmax 光的干涉、衍射、光的偏振說明光具有波動性，光電效應現象、康普頓效應則證明光具有粒子性，因此，光具有波粒二象性，對于光子這樣的微觀粒子只有從波粒二象性出發,才能統一說明光的各種行為。 在光的干涉現象中，若曝光時間不長，在底片上只出現一些不規則的點，這些點表示光子的運動跟宏觀的質點不同。但曝光時間足夠長時，底片上出現了有規律的干涉條紋?？梢?，光的波動性是大量光子表現出來的現象。 在干涉條紋中，光強大的地方，光子到達的機會多，或者說光子出現的概率大。光強小的地方，光子到達的概率小。 大量光子產生的效果顯示出光的波動性，少數光子產生的效果顯示出粒子性，且隨著光的頻率的增大，波動性越來越不顯著，而粒子性卻越來越顯著。 要綜合理解各種頻率的電磁波，就必須綜合地運用波動和粒子兩種觀點。從發現光的波粒二象性起，才使人們認識到微觀世界具有特殊的規律。后來人們觀察到電子的衍射圖像，這些說明一些物質微粒也像光子一樣具有波粒二象性。⑹任何一個運動著的物體，小到電子、質子、大到行星、太陽都有一種波和它對應,［例1］(廣東高考)(雙選)在光電效應實驗中，用頻率為 v的光照射光電管陰極，發生了光電效應。下列說法正確的是A.增大入射光的強度，光電流增大B?減小入射光的強度，光電效應現象消失C.改用頻率小于v的光照射，一定不發生光電效應D.改用頻率大于v的光照射，光電子的最大初動能變大［解析］根據光電效應規律可知，增大入射光的強度，光電流增大， A項正確；減小入射光的強度，光電流減小，光電效應現象并不消失， B項錯誤；改用小于v的入射光照射，如果入射光的頻率仍然大于光電管陰極材料的極限頻率， 仍能發生光電效應，C項錯誤；由愛因斯坦光電效應方程可知，增大入射光的頻率，光電子的最大初動能增大， D項正確。［答案］AD考點二光的波粒二象性、物質波

波長Uh/p，人們把這種波叫做物質波。物質波和光波一樣，也屬于概率波，概率波的實質是指粒子在空間分布的概率是受波動規律支配的。［例2］關于物質的波粒二象性，下列說法中不正確的是 （ ）A?不僅光子具有波粒二象性，一切運動的微粒都具有波粒二象性B?運動的微觀粒子與光子一樣，當它們通過一個小孔時，都沒有特定的運動軌道C.波動性和粒子性，在宏觀現象中是矛盾的、對立的，但在微觀高速運動的現象中是統一的D?實物的運動有特定的軌道，所以實物不具有波粒二象性［解析］光具有波粒二象性是微觀世界具有的特殊規律，大量光子運動的規律表現出光的波動性，而單個光子的運動表現出光的粒子性。光的波長越長，波動性越明顯，光的頻率越高，粒子性越明顯.而宏觀物體的德布羅意波的波長太小，實際很難觀察到波動性，不是不具有波粒二象性。應選D項。［答案］D［對應階段質量檢測二］［對應階段質量檢測二］（時間：60分鐘，滿分:100分）一、單項選擇題（共5小題，每題5分，共25分）1.對于紅、黃、綠、藍四種單色光，下列表述正確的是 （ ）A?在相同介質中，綠光的折射率最大B.紅光的頻率最高C.在相同介質中，藍光的波長最短D?黃光光子的能量最小解析：紅、黃、綠、藍四種單色光中，在相同介質中時，折射率 n紅vn黃vn綠vn藍，選項A錯；頻率vxv黃vv綠vv藍，選項B錯；在相同介質中由v-和v=入v得選項C對。由uhv可得選項D錯。答案：C2.—個沿著一定方向運動的光子和一個靜止的自由電子碰撞，碰撞后電子向某一方向運動，光子向另一方向散射出去，這個散射光子跟原來入射時相比 （ ）B.頻率增大AB.頻率增大C.能量增大D.波長變長

解析：碰撞后電子向某一方向運動， 說明原來靜止的電子獲得了一定的能量， 而光子在增大。故選項D對。碰撞過程中損失一定的能量，因而光子能量減少,頻率減小，由于光子速度不變，于是波長碰撞過程中損失一定的能量，因而光子能量減少,頻率減小，由于光子速度不變，于是波長答案：D3?用不同頻率的紫外光分別照射鎢和鋅的表面而產生光電效應，可得到光電子最大初動能Ek隨入射光頻率v變化的Ek—v圖像。已知鎢的逸出功是 3.28eV，鋅的逸出功是3.34eV，若將二者的圖像畫在同一個 Ek—v坐標圖中，用實線表示鎢、虛線表示鋅，則正確反解析：由愛因斯坦光電方程Ek=hv—Wo,Ek與v成線性關系。圖像應為一條斜直線，其斜率為h,故兩條圖線應互相平行， 圖線與v軸的截距代表金屬逸出功， W鎢vW鋅，因此,A選項正確。答案：A4?用頻率為v的光照射某金屬材料表面，逸出光電子的最大初動能為 E;若改用頻率為v'的另一種光照射該金屬表面，逸出光電子的最大初動能為 3E。已知普朗克常量為h,TOC\o"1-5"\h\z則v'為（ ）2E2ECT+吩—解析：由光電效應方程可得： hv= E+W, hv' =3E+W,兩式聯立解得 v' ="2E+ v,h故選項C對。答案：C5.光子不僅有能量，還有動量，光照射到某個面上就會產生壓力。有人設想在火星探測器上安裝面積很大的薄膜，正對著太陽光，靠太陽光在薄膜上產生壓力推動探測器前進。第一次安裝的是反射率極高的薄膜，第二次安裝的是吸收率極高的薄膜，那么 （ ）A.安裝反射率極高的薄膜，探測器的加速度大B?安裝吸收率極高的薄膜，探測器的加速度大C.兩種情況下，由于探測器的質量一樣，探測器的加速度大小應相同D?兩種情況下，探測器的加速度大小無法比較解析：若薄膜反射率極高，那么光子與其作用后， 動量改變較大，即薄膜對光子的作用力較大，根據牛頓第三定律，光子對薄膜的作用力也較大， 因此探測器可獲得較大的加速度，故選項A正確。B、C、D錯誤。答案：A二、雙項選擇題（共7小題，每小題6分，共42分，全選對得6分，只選一個且正確得3分）6?關于光的波動性與粒子性，以下說法正確的是 （ ）A?愛因斯坦的光子說否定了光的電磁說B?光電效應現象說明了光的粒子性C.頻率越高的電磁波，粒子性越顯著D?波長越長的電磁波，粒子性越顯著解析：光電效應說明了光具有粒子性， 愛因斯坦的光子說并沒有否定光的電磁說， 故A錯，B對。波長越長（或頻率越低）的電磁波波動性越顯著，故C對D錯。答案：BC7.根據不確定性關系 /，判斷下列說法正確的是（ ）4nA.采取辦法提高測量Ax精度時，Ap的精度下降B?采取辦法提高測量Ax精度時，Ap的精度上升C.Ax與Ap測量精度與測量儀器及測量方法是否完備有關D?Ax與Ap測量精度與測量儀器及測量方法是否完備無關解析：不確定關系表明，無論采用什么方法試圖確定坐標和相應動量中的一個， 必然引起另一個較大的不確定性，這樣的結果與測量儀器及測量方法是否完備無關，無論怎樣改善測量儀器和測量方法，都不可能逾越不確定關系所給出的限度。故 A、D正確。答案：AD&下列關于光電效應的說法正確的是 （ ）WA?若某材料的逸出功是W,則它的極限頻率為-B.光電子的初速度和照射光的頻率成正比C.光電子的最大初動能和照射光的頻率成正比D?光電子的最大初動能隨照射光頻率的增大而增大解析：由光電效應方程Ek=hv—W知，B、C錯誤，D正確。若Ek=0，得極限頻率v=W，故A正確。h答案：AD9?關于物質波，下列說法中正確的是 （ ）A?實物粒子與光子一樣都具有波粒二象性，所以實物粒子與光子是相同本質的物體B.物質波和光波都是概率波C.粒子的動量越大，其波動性越易觀察

但粒子是實物，而光則是傳播著的電匸h/p可知，但粒子是實物，而光則是傳播著的電匸h/p可知，p越小，入越大，波動性磁波，其本質不同；物質波和光波都是概率波；又由越明顯，正確選項為B、D。答案：BD從光的波粒二象性出發，下列說法正確的是 （ ）A?光是高速運動的微觀粒子，每個光子都具有波粒二象性B.光的頻率越高，光子的能量就越大C.在光的干涉中，出現暗條紋的地方是光子不會到達的地方D.在光的干涉中，出現亮條紋的地方是光子到達概率最大的地方解析：光是電磁波，不是微觀粒子，A錯。由￡=hv可知B對。干涉圖樣中的暗條紋是光子到達概率小的地方，而亮條紋是光子到達概率大的地方，故 C錯D對。答案：BD關于光的下列說法正確的是（ ）A.光波是一種概率波B.光波是一種電磁波C.單色光從光密介質進入光疏介質時，光子的能量改變D.單色光從光密介質進入光疏介質時，光的波長不變解析：據光的波粒二象性可知，光是一種概率波， A選項正確。據光的電磁說可知 B選項正確。任何單色光在傳播過程中其頻率總是保持不變， 但波速v卻隨介質的改變而改變c（v=n）,據尸hV知單色光在傳播過程中，單個光子的能量總保持不變， C選項錯誤。據n=C,V=v得L2,光密介質的折射率較大，故當光從光密介質進入光疏介質時波長變v vn長，D選項錯誤。答案：AB下列敘述的情況正確的是（ ）A.光的粒子性說明每個光子就像一個極小的球體一樣B.光是波，與橡皮繩上的波類似C.光是一種粒子，它和物質作用是“一份一份”進行的D.光子在空間各點出現的可能性大小 （概率），可以用波動的規律來描述解析：光的粒子性說明光是一種粒子， 但到達空間某位置的概率遵守波動規律， 與宏觀概念的粒子和波有著本質的不同，所以選項 A、B錯誤，D正確；根據光電效應可知，光是一種粒子，光子與電子的作用是一對一的關系，所以選項 C正確。答案：CD

三、計算題（共2題，共33分，計算題要有必要的文字說明和解題步驟，有數值計算的要注意單位）（15分）現用電子顯微鏡觀測線度為 d的某生物大分子的結構。為滿足測量要求，將h、電子質量m顯微鏡工乍時電子的德布羅意波波長設定為d，其中nh、電子質量m和電子電荷量e,電子的初速度不計，則顯微鏡工作時電子的加速電壓應為多少?解析：設加速電壓為U解析：設加速電壓為U,則得12eU=^mv由德布羅意波長公式可得dh匸_=一np又因為p=mv以上二式聯立解得:n2h22。U=2emd-n2h2答案：爲14.（18分）如圖2所示，陰極K用極限波長?o=0.66艸的金屬銫制成，用波長入=0.50 的綠光照射陰極K，調整兩個極板間的電壓，當 A板電壓比陰極高出2.5V時，光電流達到飽和，電流表示數為0.64叮求:⑴每秒鐘陰極發射的光電子數和光電子飛出陰極時的最大初動能。⑵如果把照射陰極的綠光的光強增大為原來的 2倍，每秒鐘陰極發射的光電子數和光電子飛出陰極的最大初動能。解析：（1）光電流達到飽和時，陰極發射的光電子全部到達陽極 A,陰極每秒鐘發射的光電子的個數一6Imax0.64X10個 ic、，p