第6章 波粒二象性 章末素养提升 （课件）-【步步高】2023-2024学年高二物理选择性必修第三册（鲁科版2019）

DILIUZHANG 第6章 章末素养提升 再现素养 知识 物理观念 光电效应 1.本质：电子 光电子 2.规律：(1)存在极限频率：入射光的频率 某一极限频率才会发生光电效应 (2)瞬时性：从光照射到金属表面至产生光电效应间隔的时间 ，通常在10－9 s内 (3)存在饱和电流：在入射光频率不变的条件下，入射光越强，单位时间内逸出的光电子 ，饱和电流______ (4)光电子的最大初动能只与入射光的 有关 3.爱因斯坦光电效应方程：hν＝W＋ 逸出功W只取决于_________ 大于或等于 很短 越多 越大 频率 金属本身 物理观念 波粒二象性 (1)光的波粒二象性 (2)实物粒子的波动性——德布罗意假说 物质波的频率和波长ν＝ ，λ＝____ (3)不确定性关系___________ 科学思维 1.能用爱因斯坦光电效应方程解释光电效应现象 2.能用爱因斯坦光电效应方程、波粒二象性解释与解决有关问题 科学态度与责任 领会量子力学的建立对人们认识物质世界的影响 提能综合 训练 (2023·福建莆田市高二期末)关于物质波，下列说法中正确的是 A.实物粒子与光子一样都具有波粒二象性，所以实物粒子与光子是相同 本质的物质 B.物质波是概率波，光波是电磁波也是概率波 C.实物粒子的运动有特定的轨道，所以实物粒子不具有波粒二象性 D.粒子的动量越小，其波动性越不易观察 例1 √ 实物粒子与光子一样都具有波粒二象性，但实物粒子与光子不是相同本质的物质，A、C错误； 根据德布罗意的物质波理论，物质波和光波一样都是概率波，B正确； 根据德布罗意的物质波公式λ＝ 可知，粒子的动量越小，波长越长，其波动性越明显，D错误。 (多选)(2022·浙江1月选考)电子双缝干涉实验是近代证实物质波存在的实验。如图所示，电子枪持续发射的电子动量为1.2×10－23 kg·m/s，然后让它们通过双缝打到屏上。已知电子质量取9.1×10－31 kg，普朗克常量取6.6×10－34 J·s，下列说法正确的是 A.发射电子的动能约为8.0×10－15 J B.发射电子的物质波波长约为5.5×10－11 m C.只有成对电子分别同时通过双缝才能发生干涉 D.如果电子是一个一个发射的仍能得到干涉图样 例2 √ √ 物质波也具有波粒二象性，故电子的波动性是每个电子本身的性质，则每个电子依次通过双缝都能发生干涉现象，只是需要大量电子显示出干涉图样，故C错误，D正确。 (2023·四川南充市高二期末)如图所示，用波长为λ0的单色光照射某金属，调节滑动变阻器，当电压表的示数为某值时，电流表的示数恰好减小为零；再用波长为 的单色光重复上述实验，当电压表的示数增加到原来的3倍时，电流表的示数又恰好减小为零。已知普朗克常量为h，真空中光速为c。该金属的逸出功为 例3 √ (多选)(2022·福建莆田市高二期末)如图所示，图甲为氢原子的能级图，大量处于n＝3激发态的氢原子跃迁时，发出频率不同的大量光子，其中频率最高的光子照射到图乙电路中光电管阴极K上时，电路中电流随电压变化的图像如图丙所示。下列说法正确的是 例4 A.光电管阴极K金属材料的逸出功为7.0 eV B.这些氢原子跃迁时共发出3种频率的光 C.若调节滑动变阻器滑片能使光电流为零，则可判断图乙中电源左侧为 正极 D.氢原子跃迁放出的光子中有3种频率的光子可以使阴极K发生光电效应 现象 √ √ 由题图甲可知处于n＝3激发态的氢原子跃迁时，发出频率最大的光子的能量E＝－1.51 eV－(－13.6 eV)＝12.09 eV 由题图丙可知遏止电压为7 V，所以光电子的最大初动能Ekm＝eU＝7 eV 所以金属材料的逸出功W＝E－Ekm＝5.09 eV，故A错误； 大量处于n＝3激发态的氢原子跃迁时能够发出3种频率的光，故B正确； 光电子由阴极K向对面的极板运动，形成的电流在题图乙中逆时针流动，要阻止该电流，需要施加反向电压，即电源左侧应该为正极，故C正确； 只要光子的能量大于5.09 eV，就可以使阴极K发生光电效应，由题图甲可知满足要求的有2种频率的光子，分别对应3→1、2→1的跃迁，故D错误。 (2022·山东济南市高二期中)某兴趣小组用如图甲所示的电路探究光电效应的规律。根据实验数据，小刚同学作出了光电子的最大初动能与入射光频率的关系图线如图乙所示，小明同学作出了遏止电压与入射光频率的关系图线如图丙所示。已知光电子的电荷量为e，则下列说法正确的是 例5 A.如果图乙、图丙中研究的是同一金属的光电效应规律，则a＝ B.如果研究不同金属光电效应的规律，在图乙中将得到经过(b,0)点的一 系列直线 C.如果研究不同金属光电效应的规律，在图丙中将得到不平行的倾斜直线 √ 如果题图乙、题图丙中研究的是同一金属的光电效应规律，则由题图乙可得该金属的逸出功W＝a，由题图丙可得该金属的逸出功W＝ec，故有a＝ec，故A错误； 如果研究不同金属光电效应的规律，则根据Ek＝hν－W，可判断不同金属的逸出功不同，故当Ek＝0时，对应的ν不同，故在题图乙中得不到经过(b,0)点的一系列直线，故B错误； 如果研究不同金属光电效应的规律，则根据eUc＝hν－W，可判断直线的斜率为k＝ ，故在题图丙中将得到一系列平行的倾斜直线，故C错误； mv2 ΔxΔp≥ 根据动量的大小与动能的关系可知发射电子的动能Ek＝＝ J ≈8.0×10－17 J，故A错误； 发射电子的物质波波长约为λ＝＝ m＝5.5×10－11 m，故B正确； A. B. C. D. 根据光电效应方程有：Ekm＝h－W，及Ekm＝eU，当用波长为λ0的单色光照射时，则有：h－W＝eU，当用波长为的单色光照射时，则有：－W＝3eU，联立解得：W＝，故A、B、D错误，C正确。 D.普朗克常量h＝＝ 由题图乙可得普朗克常量h＝k＝，由题图丙可得，直线斜率为k＝ ＝，得h＝，故D正确。 $$