2022-2023学年高二物理竞赛课件：光的波粒二象性

光的波粒二象性 上页 下页 返回 退出 上页 下页 返回 退出 分别为光子的质量和动量。 光不仅具有波动性，还具有粒子性。这种双重性称为波粒二象性。 波动性和粒子性之间的联系如下： 光的波粒二象性 上页 下页 返回 退出 上页 下页 返回 退出 例题 波长 l =4.0×10-7m 的单色光照射到金属铯上，求铯所释放的光电子最大初速度。 利用关系 代入已知数据 解：铯原子红限频率 =4.8×1014 Hz，据爱 因斯坦光电效应方程，光电子最大初动能： 上页 下页 返回 退出 上页 下页 返回 退出 3 光电管 光电倍增管 上页 下页 返回 退出 上页 下页 返回 退出 解：(1) 按照经典电磁理论，照射到离光源d处的圆面积内的功率是 例题 设一功率P=1W的点光源，d=3m处有一钾薄片。假定薄片中的电子可以在半径r=0.5×10-10m的圆面积范围内收集能量，已知钾的逸出功为A=1.8eV，(1)按照经典电磁理论，计算电子从照射到逸出需要多长时间；(2)如果光源发出波长为l=589.3nm的单色光，根据光子理论，求每单位时间打到钾片单位面积上有多少光子。 假定这些能量全部被电子所吸收，那么可以计算出光开始照射到电子逸出表面所需的时间为： 上页 下页 返回 退出 上页 下页 返回 退出 (2)按照光子理论，波长为589.3nm的每一个光子能量为 每单位时间打在距光源3m的钾片单位面积上的能量为 光子数 上页 下页 返回 退出 上页 下页 返回 退出 7 9.设有一电子在宽为 0.20 nm 的一维无限深的方势阱中。求： (1) 电子在最低能级的能量； (2) 当电子处于第一激发态(n = 2)时， 在势阱何处出现的概率最小，其值为多少？ 8 解： (1) 根据一维无限深势阱内粒子的能量公式， 可知电子在最低能级(n = 1)的能量为 En 9 (2) 当电子处于第一激发态(n = 2)时，电子在势阱内出现的概率密度为 由此取极值有 由已知条件知：x = 0 nm、0.1 nm、0.2 nm 处电子出现的概率最小，其值均为零。 10 质量为 m 的电子处于宽为 a 的一维无限深势阱中，其能量取值和波函数如下： 该电子吸收 能量后由低能级向高能级跃迁。 分别求跃迁前、后在 0 < x < a/4 区间内发现电子的概率。 11 解：该电子吸收 DE 能量后从 n = 1 能级跃迁至 n = 2。 n = 1： 在 x = 0 到 x = a/4 的区间内该电子出现的概率为 12 n = 2： 在 x = 0 到 x = a/4 的区间内该电子出现的概率为 $