专题15 第2课时 波粒二象性(课件PPT)-【零起点考大学】2026年高考物理高效备考方案

零起点考大学 物 理 1 第二课时 波粒二象性 专题十五 原子结构与原子核 2 波粒二象性 黑体辐射与能量子 一 光电效应 二 光的波粒二象性 三 物质波 四 考点2：波粒二象性 1.黑体辐射与能量子 （1）黑体：能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体。 （2）黑体辐射的实验定律： ①对于一般材料的物体，辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关。 ②黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关。随着温度的升高， 一方面，各种波长的辐射强度都有增加； 另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，如图。 考点2：波粒二象性 （3）能量子： ①定义：普朗克认为，当带电微粒辐射或吸收能量时，只能辐射或吸收某个最小能量值的整数倍，这个不可再分的最小能量值ε叫作能量子。 ②能量子大小：ε＝hν，其中ν是带电微粒吸收或辐射电磁波的频率，h称为普朗克常量，h＝6.626×10-34 J·s。 考点2：波粒二象性 2.光电效应 （1）光电效应及其规律： ①光电效应现象：照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出，这个现象称为光电效应，这种电子常称为光电子。 ②光电效应的产生条件：入射光的频率大于或等于金属的截止频率。 考点2：波粒二象性 ③光电效应规律： a.每种金属都有一个截止频率νc，入射光的频率必须大于或等于这个截止频率才能产生光电效应。 b.光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大。 c.光电效应的发生几乎是瞬时的，一般不超过10-9 s。 d.当入射光的频率大于或等于截止频率时，在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大，逸出的光电子数越多，逸出光电子的数目与入射光的强度成正比，饱和电流的大小与入射光的强度成正比。 考点2：波粒二象性 （2）爱因斯坦光电效应方程： ①光电效应方程： a.表达式：hν＝Ek＋W0或Ek＝hν－W0。 b.物理意义：金属表面的电子吸收一个光子获得的能量是hν，这些能量的一部分用来克服金属的逸出功W0，剩下的表现为逸出后电子的最大初动能。 ②逸出功W0：电子从金属中逸出所需做功的最小值，W0＝hνc＝。 ③最大初动能：发生光电效应时，金属表面上的电子吸收光子后克服原子核的引力逸出时所具有的动能的最大值。 考点2：波粒二象性 （1）光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有波动性。 （2）光电效应说明光具有粒子性。 （3）光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的波粒二象性。 （1）概率波：光的干涉现象是大量光子的运动遵守波动规律的表现，亮条纹是光子到达概率大的地方，暗条纹是光子到达概率小的地方，因此光波又叫概率波。 （2）物质波：任何一个运动着的物体，小到微观粒子，大到宏观物体，都有一种波与它对应，其波长，p为运动物体的动量，h为普朗克常量。 3.光的波粒二象性 4.物质波 即学即练 1.（2023江苏卷）“夸父一号”太阳探测卫星可以观测太阳辐射的硬X射线。硬X射线是波长很短的光子，设波长为λ。若太阳均匀地向各个方向辐射硬X射线，卫星探测仪镜头正对着太阳，每秒接收到N个该种光子。已知探测仪镜头面积为S，卫星离太阳中心的距离为R，普朗克常量为h，光速为c，求： （1）每个光子的动量p和能量E； （2）太阳辐射硬X射线的总功率P。 【解析】（1）由题意可知每个光子的动量为， 每个光子的能量为E=hν= 。 即学即练 1.（2023江苏卷）“夸父一号”太阳探测卫星可以观测太阳辐射的硬X射线。硬X射线是波长很短的光子，设波长为λ。若太阳均匀地向各个方向辐射硬X射线，卫星探测仪镜头正对着太阳，每秒接收到N个该种光子。已知探测仪镜头面积为S，卫星离太阳中心的距离为R，普朗克常量为h，光速为c，求： （2）太阳辐射硬X射线的总功率P。 【解析】（2）太阳均匀地向各个方向辐射硬X射线，根据题意设t秒发射总光子数为n，则 可得。 所以t秒辐射光子的总能量 太阳辐射硬X射线的总功率 【答案】（1）（2） $