高中物理 第十七章 波粒二象性章末学案 新人教版选修3-5 4页

第十七章 波粒二象性 ‎ 章末复习 ‎【知识网络梳理】‎ ‎【知识要点与方法指导】‎ 一、重点、难点、方法 要澄清一些容易混淆的概念，如“光子”、“光电子”、“光子的能量”与“光电子的最大初动能”等，这对理解光电效应的规律具有重要意义。‎ ‎1．“光子”与“光电子”‎ 光子是指光在空间传播时的每一份能量（即能量是不连续的），光子不带电，是微观领域中的一种粒子，而光电子是金属表面受光照射时发射出来的电子，因而其本质就是电子。‎ ‎2．“光子的能量”与“入射光的强度”‎ 光子的能量是一份一份的，每一份能量为 ‎，其大小由光的频率决定，而入射光的强度是指单位时间内入射光中包含光子数的多少，入射光的强度可表示为，其中n为单位时间的光子数。‎ ‎3．“光电子的最大初动能”与“光电子的动能”‎ 光照射到金属表面时，电子吸收光子的能量，只需克服原子核的引力做功就能从金属表面逸出，那么这些光电子具有最大初动能，其值为（式中W为金属的逸出功），而不从金属表面发射的光电子，在逸出的过程中损失的能量会更多，所以此时光电子的动能。‎ 二、要点深化 在光电效应现象中，入射光的频率、强度对光电效应规律有什么影响，概括如下：‎ ‎1．入射光的频率决定光子的能量决定光电子的最大初动能。‎ ‎2．入射光的强度决定单位时间内接收的光子数决定单位时间内发射的光电子数。‎ ‎3．光电效应的实质是：光现象引起电现象。‎ ‎4．关于图线 如图所示，由图线可以得到的物理量：‎ ‎①极限频率：图线与横轴交点的横坐标值；‎ ‎②逸出功：图线与纵轴交点的纵坐标值；‎ ‎③普朗克常量：图线的斜率。‎ ‎5．正确理解波粒二象性：波粒二象性中的波是一种概率波，对大量光子才有意义，波粒二象性中所说的粒子是指其不连续性，是一份能量。大量光子的作用效果往往表现为波动性，个别光子的作用效果往往表现为粒子性。‎ ‎【典题探究】‎ ‎【例1】已知能使某金属产生光电效应的极限频率为（ ）‎ A．当用频率为2的单色光照射该金属时，一定能产生光电子 B．当用频率为2的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为 C．当照射光的频率v大于时，若v增大，则逸出功增大 D．当照射光的频率v大于时，若v增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍 ‎[解析]因照射光的频率大于极限频率产生光电效应，所以，A正确。因为极限频率为，所以，再得，B正确。因为逸出功是光电子恰好逸出时需要的功，对于同种金属是恒定的，故C项错误。由，当v加倍时：，故D项错。答案为AB。‎ ‎[答案]AB ‎【例2】人类对光的本性的认识经历了曲折的过程，下列关于光的本性的陈述正确的是（ ）‎ A．牛顿的“微粒说”与爱因斯坦的“光子说”本质上是一样的 B．任何一个运动着的物体，都具有波动性 C．麦克斯韦预言了光是一种电磁波 D．光波是概率波 ‎[解析]牛顿的“微粒说”是牛顿所描绘的那种遵循经典力学规律的机械微粒，与“光子说”不同，故选项A错。任何一个运动着的物体，都具有波动性，这种波叫做物质波，故选项B对。光子在空间各点出现的概率，可以用波动规律来描述，即光波是概率波，选项D对。答案为BCD。‎ ‎[答案]BCD ‎【例3】紫光的波长为4 000Å，金属钠的逸出功为，求：‎ ‎（1）每个紫光光子的能量为多大？‎ ‎（2）若用该紫光照射金属钠时，产生的光电子的最大初动能是多大？‎ ‎[解析]（1）因，所以 ‎（2）由爱因斯坦的光电效应方程得：，‎ 所以。‎ ‎[答案]（1） （2）‎