1、成才之路 物理路漫漫其修远兮 吾将上下而求索人教版 选修3-5 第十七章 波粒二象性成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-5 波粒二象性 第十七章 第十七章 章末小结成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-5 章末小结第十七章 第十七章 章末小结成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-5 规 律 方 法 2触 及 高 考 3考 题 探 析 4临 场 练 兵 5知 识 结 构 1第十七章 章末小结成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-5 知 识 结 构第十七章 章末小结成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-5 第十七章
2、章末小结成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-5 第十七章 章末小结成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-5 规 律 方 法第十七章 章末小结成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-5 一、应用光电效应方程解题的方法光电效应方程表达式为 EkhW0。其中，Ek12mev2 为光电子的最大初动能，W0 为逸出功。光电效应方程表明，光电子最大初动能与入射光的频率 呈线性关系，与光强无关。只有当 hW0 时，才有光电子逸出，cW0h 就是光电效应的截止频率。第十七章 章末小结成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-5 (1)常见物理量的求解
3、物理量求解方法最大初动能 EkEkhW0，c遏止电压 UceUcEkmUcEkme截止频率 ccW0h第十七章 章末小结成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-5 (2)应用光电效应规律解题应当明确光电效应规律中“光电流的强度”指的是光电流的饱和值(对应从阴极发射出的电子全部被拉向阳极的状态)。因为光电流未达到饱和值之前，其大小不仅与入射光的强度有关，还与光电管两极间的电压有关，只有在光电流达到饱和值以后才和入射光的强度成正比。第十七章 章末小结成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-5 明确两个决定关系a逸出功 W0 一定时，入射光的频率决定着能否产生光电效应以及
4、光电子的最大初动能。b入射光的频率一定时，入射光的强度决定着单位时间内发射出来的光电子数。第十七章 章末小结成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-5 (青州一中 20142015 学年高二下学期期末)小明用金属铷为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意图如图甲所示。已知普朗克常量 h6.631034Js。第十七章 章末小结成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-5 (1)图甲中电极A为光电管的_(填“阴极”或“阳极”)；(2)实验中测得铷的遏止电压UC与入射光频率之间的关系如图乙所示，则铷的截止频率c_Hz，逸出功W0_J；(3)如果实验中入射光的频率7.0
5、01014Hz，则产生的光电子的最大初动能Ek_J。答案：(1)阳极(2)5.151014 3.411019(3)1.231019第十七章 章末小结成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-5 解析：(1)在光电效应中，电子向 A 极运动，故电极 A 为光电管的阳极。(2)由题图可知，铷的截止频率 c为 5.151014Hz，逸出功W0hc6.6310345.151014J3.411019J。(3)当入射光的频率为7.001014Hz时，由Ekmhhc得，光 电 子 的 最 大 初 动 能 为 Ekm 6.6310 34(7.00 5.15)1014J1.231019J。第十七章
6、章末小结成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-5 二、光的波粒二象性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。第十七章 章末小结成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-5 2光子和电子、质子等实物粒子一样，具有能量和
7、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Eh，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。处理光的波粒二象性问题的关键是正确理解其二象性，搞清光波是一种概率波。第十七章 章末小结成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-5 如图所示是双缝干涉的图样，我们如何用光的波粒二象性来解释呢？第十七章 章末小结成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-5 解析：
8、图a中表示曝光时间很短的情况，在胶片上出现的是随机分布的光点。延长胶片曝光的时间，就会出现如图b所示的图样。从图中可以看出，光子在某些条形区域出现的概率增大，这些区域是光波通过双缝后产生相干振动加强的区域；而落在其他一些条形区域的概率很小，这些区域是光波通过双缝后产生相干振动减弱的区域。曝光的时间越长，图样就越清晰(如c图所示)，这说明，可以用光子在空间各点出现的概率，来解释光的干涉图样，即认为光是一种概率波。第十七章 章末小结成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-5 触 及 高 考第十七章 章末小结成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-5 从历年高考试题看，有
9、关本章内容的考题多以选择、填空的形式出现，难度不大，均属基本题。其中命题率较高的知识点是光电效应。第十七章 章末小结成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-5 考 题 探 析第十七章 章末小结成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-5 (2015课标，35)在某次光电效应实验中，得到的遏止电压 Uc与入射光的频率 的关系如图所示。若该直线的斜率和截距分别为 k 和 b，电子电荷量的绝对值为 e，则普朗克常量可表示为_，所用材料的逸出功可表示为_。第十七章 章末小结成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-5 解析：光电效应中，入射光子能量 h，克服逸出功
10、 W0后多余的能量转换为电子动能，反向遏制电压 eUchW0；整理得 UcheW0e，斜率即hek，所以普朗克常量 hek，截距为 b，即 ebW0，所以逸出功 W0eb。答案：ek eb第十七章 章末小结成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-5 临 场 练 兵第十七章 章末小结成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-5 1(2014江苏物理，12C)已知钙和钾的截止频率分别为7.731014Hz和5.441014Hz，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钙逸出的光电子具有较大的()A波长 B频率C能量D动量答案：
11、A解析：由12mv2mhW0 知，钙逸出的光电子最大初动能较小，所以钙逸出的光电子动量较小，频率较小，波长较长，选项 A 正确。第十七章 章末小结成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-5 2(2014广东理综，18)在光电效应实验中，用频率为 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 的光照射，一定不发生光电效应D改用频率大于 的光照射，光电子的最大初动能变大答案：AD第十七章 章末小结成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-5 解析：该题主要考查光电效应方程，解题关键
12、是要明确最大初动能与频率有关。光电流与光的强度有关，增大入射光的强度，单位时间内逸出的光电子数增多，光电流增大，A 对。由12mv2mhW0可知 B 错，D 对。发生了光电效应，说明频率 大于或等于极限频率，因此频率减小时，若还大于极限频率，仍能发生光电效应，C 错。第十七章 章末小结成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-5 3(2014天津理综，8)一束由两种频率不同的单色光组成的复色光从空气射入玻璃三棱镜后，出射光分成 a、b 两束，如图所示，则 a、b 两束光()第十七章 章末小结成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-5 A垂直穿过同一平板玻璃，a光所用的
13、时间比b光长B从同种介质射入真空发生全反射时，a光临界角比b光的小C分别通过同一双缝干涉装置，b光形成的相邻亮条纹间距小D若照射同一金属装置都能发生光电效应，b光照射时逸出的光电子最大初动能大答案：AB第十七章 章末小结成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-5 解析：由 a、b 光的偏折情况可判断 a 的折射率大于 b 的折射率，即 nanb，在同一块平板玻璃中的传播速度，va cnatb dvb，故A 正确；全反射临界角 sinC1n，nanb，a 的全反射临界角比b 光的小，B 正确；nanb，说明频率 ab，在真空中的波长 ba，因此 b 光形成的相邻亮条纹间距大，C 错
14、误；照射同一金属发生光电效应时电子最大初动能 Ek0hW0，用 a 光照射产生的最大初动能大于 b 光的，D 错误。第十七章 章末小结成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-5 4(2015江苏物理，12C)波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的有()A光电效应现象揭示了光的粒子性B热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性C黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释D动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等答案：AB第十七章 章末小结成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-5 解析：黑体辐射是光的反射问题，选项 C 错误；动能相等的质子和电子，质子的动量大，由德布罗意波长公式 hp知，质子的波长小，选项 D 错误。