2021届高考物理一轮复习——波粒二象性

高中物理核心素养读本 波粒二象性 【学业质量解读】 内容 学业质量水平要求 普朗克能量子假说 黑体和黑体辐射 理解黑体和黑体辐射的概念，能利用普朗克能量子知识解决实际问题。 光电效应 通过实验，了解光电效应现象。知道爱因斯坦光电效应方程及其意义。能根据实验结论说明光的波粒二象性。 光的波粒二象性 物质波 知道实物粒子具有波动性，了解微观世界的量子化特征。体会量子论的建立对人们认识物质世界的影响。 【命题趋势分析】 本章主要涉及以下几个方面：（1）普朗克黑体辐射理论；（2）光电效应；（3）粒子的波动性和量子力学的建立。所涉及到的内容容量较大、难度不大。下表是近五年江苏高考中涉及本章的题目分知识点统计（本章的考查放在了第12题，共12分，题型通常为选择、填空）： 2016年 2017年 2018年 题号 12题C（2） 12题C（3） 12题C（2） 12题C（2） 题型 填空 计算 填空 填空 模型 光的波粒二象性 物质波 光电效应 光的波粒二象性 物质波 光电效应 2019年 2020年 题号 12题（3） 12题（1） 题型 计算 选择 模型 普朗克能量子假说 黑体和黑体辐射 从以上表格统计可以得到如下教学启示： 1.本章主要考查波粒二象性的概念和相关物理量的计算或定性分析，主要涉及光电效应中的光子能量与光电子的初动能、德布罗意波波长等问题，涉及的知识点较多，但难度不大，每个知识点都可能作为背景考查学生对知识的掌握知识，所以需要学生对知识点较全面的理解，考查题型有填空、选择、计算，难度中等偏易。 2. 新课程标准将“了解微观世界中的量子化现象”更改为“了解微观世界中的量子化特征”，去掉了“比较宏观物体和微观粒子的能量变化特点”、“了解康普顿效应”、“知道光是一种概率波”、“知道实物粒子具有波动性。知道电子云。初步了解不确定性关系”、“通过典型事例了解人类直接经验的局限性，体会人类对世界的探究是不断深入的”知识点。 3．在光电效应现象中，要理解光电效应中饱和电流与入射光越强有关、存在反向遏止电压和截止频率等。还要加强对光电效应方程理解。理解光子除了具有能量还有动量，理解光的波粒二象性。理解实物粒子也具有波动性，其德布罗意波波长。 【知识网络构建】 ( 波粒二象性 能量量子化： ε ＝ 光电效应 黑体辐射 光子说 光电效应规律 光的粒子说 存在截止频率 反向遏制电压 正向饱和电流 瞬时性 光电效应方程 光的干涉、衍射 光的波动说 波、物质波 德布罗意 ) 【必备知识梳理】 1. 黑体辐射 (1)黑体：是指能够完全_____________入射的各种波长的电磁波而不发生 _____ 的物体． (2)黑体辐射的实验规律： ①一般材料的物体，辐射的电磁波除与___________有关外，还与材料的 及____________有关． ②黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的____________有关．随着温度的升高，各种波长的辐射强度都____________．随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较____________的方向移动． （3）经典的热学、电磁学的理论不能很好解释黑体辐射的实验规律，甚至出现矛盾． 2. 能量子 为解释黑体辐射规律，1900年普朗克提出了能量____________假说． (1) 普朗克认为，带电微粒辐射或者吸收能量时，只能辐射或吸收某个________值的整数倍．即能量的辐射或者吸收只能是一份一份的．这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子． (2) 能量子的大小：ε＝_____，其中ν是电磁波的频率，h称为普朗克常量．h＝6.63×10－34J·s． （3）能量量子化理论成功的解释黑体辐射规律．说明了能量可以是一份一份的，可以是不连续的，破除了能量连续变化的传统观念，成为新物理学思想的基石之一． 3. 光电效应 （1）光电效应：在光的照射下金属中的电子从金属表面逸出的现象，叫做光电效应，发射出来的电子叫做____________，形成的电流称________电流． （2）光电效应规律 ① 存在着饱和电流：在光照条件不变的情况下，随着光电管所加正向电压的增大，光电流增大，但最终光电流趋于一个定值，不再随正向电压的增大而增大，这个稳定的光电流称_______电流，电路图如图所示．饱和电流的强度随入射光强度的增大而________． ② 存在着遏止电压．光电管两端加反向电压时，使光电流_________的反向电压，称为遏止电压．电路图如图所示．反向遏止电压的存在意 味着光电子具有最大的初动能．实验表明，对于一定频率的光，遏止电压都是一样的，与光强无关，与频率有关．