2019物理同步新一线教科选修3-5（课件+讲义+精练）：第四章波粒二象性 (共12份打包)

波粒二象性 专题一 光电效应和爱因斯坦光电效应方程 (1)有关光电效应的问题主要有两个方面：一是关于光电效应现象的判断，另一个就是运用光电效应方程进行简单计算。解题的关键在于掌握光电效应规律，明确各概念之间的决定关系。 (2)光电效应的规律： ①饱和光电流Im的大小与入射光的强度成正比，也就是单位时间内逸出的光电子数目与入射光的强度成正比。 ②光电子的最大初动能(或遏止电压)与入射光线的强度无关，而只与入射光的频率有关，频率越高，光电子的初动能就越大。 ③频率低于极限频率的入射光，无论光的强度多大，照射时间多长，都不能使光电子逸出。 ④光的照射和光电子的逸出几乎是同时的，在测量的精度范围内(＜10－9 s)观察不出。 (3)光电效应方程：根据能量守恒定律，光电子的最大初动能Ekm跟入射光子的能量hν和逸出功W的关系为hν＝Ekm＋W。 [例1]　关于光电效应，下列说法正确的是(　　) A．动能最大的光电子的电流与入射光的频率成正比 B．光电子的动能越大，光电子形成的电流强度就越大 C．光子本身所具有的能量取决于光子本身的频率 D．用紫光照射某金属发生光电效应，用绿光照射该金属一定不发生光电效应 [解析]　光电子形成的光电流取决于单位时间从金属表面逸出的光电子数目，与单位时间入射光的光子数目成正比，而与光电子的动能无关，动能最大的光电子的动能可根据光电效应方程确定。至于能否产生光电效应，要通过比较入射光的频率和极限频率来确定，其正确选项为C。 [答案]　C [例2]　分别用波长为λ和的单色光照射同一金属板，发出的光电子的最大初动能之比为1∶2，以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，则此金属板的逸出功为(　　) A.　　　　　　　　 B. C. D. [解析]　设此金属板的逸出功为W，根据光电效应方程得如下两式：当用波长为λ的光照射时： Ek1＝－W，① 当用波长为λ的光照射时： Ek2＝－W，② 又，③＝ ①②③联立解得：W＝。 [答案]　B 专题二 光的波粒二象性 (1)光既具有粒子性，又具有波动性，光具有波粒二象性，大量光子产生的效果往往显示波动性，少数光子产生的效果往往显示粒子性，且随着光的频率的增大，波动性越来越不明显，而粒子性却越来越显著。 (2)光是一种概率波，光的波粒二象性既不能理解为宏观概念中的波，也不能理解为宏观概念中的粒子。光的波动性表现在光子到达空间某处的概率受波动规律支配。实际上，在光的干涉条纹中，光强大的地方，光子到达的机会多，或者说光子出现的概率大；光强小的地方，光子到达的概率小。 [例3]　对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．光子与电子是同样一种粒子，光波与机械波同样是一种波 C．光的波动性是由于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，在光子能量公式E＝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 物质波　概率波 一切运动的物体都具有波粒二象性，物质波的波长λ＝，物质波既不是机械波，也不是电磁波，而是概率波。粒子的波动性表现在粒子到达的位置遵循波动规律，即运动粒子所到达的位置是不确定的，只有几率的大小。 微观粒子的波粒二象性与不确定关系在本质上是一致的。它们都导致了一个共同的结果：微观粒子运动的状态，不能像宏观物体的运动那样通过确定的轨迹来描述，而是只能通过概率波作统计性的描述。 [注意]　概率波的实质是指粒子在空间分布的概率受波动规律支配。 [例4]　任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波与之对应，波长是λ＝，式中p是运动物体的动量，h是普朗克常量，人们把这种波叫德布罗意波，现有一个德布罗意波长为λ1的物体1和一个德布罗意波长为λ2的物体2相向正碰后粘在一起，已知|p1|<|p2|，则粘在一起的物体的德布罗意波长为(　　) A. B. C. D. [解析]　由动量守恒p2－p1＝(m1＋m2)v知，即，故D正确。，所以λ＝＝－ [答案]　D (时间：90分钟　满分：100分) 一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～7小题只有一个选项正确，第8～12小题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分) 1．(2017·北京高考)2017年年初，我国研制的“大连光源”——极紫外自由电子激光装置，发出了波长在100 nm(1 nm＝