2022-2023年粤教版(2019)新教材高中物理选择性必修3 第4章波粒二象性单元复习课课件

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高二—粤教版—物理—选择性必修三第四单元波粒二象性单元复习光的波动性光的粒子性光具有波粒二象性光的单缝衍射现象光的双缝干涉现象光的偏振现象光的波动性康普顿效应光电效应光的粒子性 什么是光的干涉现象？ 以双缝干涉为例，将一支激光笔发出的光照射在双缝上，双缝平行于屏，在屏上可以观察到明暗相间的条纹． 什么是光的衍射现象？ 当障碍物的尺寸与光的波长相当，甚至小于光的波长时，会发生明显衍射现象．光的直线传播矛盾？光在什么情况下表现出波动性，什么情况下又表现出粒子性？ 一般来说，频率越高、波长越短、能量越大的光子其粒子性越显著；频率越低、波长越长、能量越小的光子其波动性越显著． 什么是光的偏振现象？ 自然光通过偏振片之后，只有振动方向跟偏振片的透振方向一致的光波才能通过．当两块偏振片的透振方向一致时，观察到的光最强；当两块偏振片的透振方向垂直时，几乎观察不到光． 什么是康普顿效应？ 美国物理学家康普顿在研究石墨对X射线的散射时，发现散射光中除了有原波长的X射线外，还有一部分波长变长的X射线． 什么是光电效应？金属在光的照射下发射光电子的现象．紫外线红外线√×增大入射光强度延长照射时间× 对于确定的金属，只有当入射光的频率大于截止频率时，才会产生光电效应． 德国物理学家普朗克提出能量子假说，该假说推导出的理论结果与实验相符，普朗克因此获得了1918年诺贝尔物理学奖． 爱因斯坦提出光子假说，即光和物质相互作用时，光的能量不是连续的，而是一份一份的光子，每份光子的能量为 ． 从金属中跑出来的电子初动能会有多大？ 德国物理学家普朗克提出能量子假说，该假说推导出的理论结果与实验相符，普朗克因此获得了1918年诺贝尔物理学奖． 爱因斯坦提出光子假说，即光和物质相互作用时，光的能量不是连续的，而是一份一份的光子，每份光子的能量为 ．光电效应方程 爱因斯坦因此获得了1921年诺贝尔物理学奖． 从金属中跑出来的电子初动能会有多大？正向电压 有什么办法增大饱和电流？ 增大入射光的强度，单位时间内能够有更多的光子照射到阴极上，跑出来的光电子数目也会增多，所以饱和电流会增大．实验表明，饱和电流大小与入射光强度成正比．反向电压反向电压达到遏止电压，光电流会减小到零． 遏止电压与什么有关？ 入射光的频率 遏止电压与什么有关？ 入射光的频率 实验表明，遏止电压只与入射光的频率有关，与入射光的强度无关．光的波动性光的单缝衍射现象光的双缝干涉现象光的偏振现象光的粒子性康普顿效应光电效应光具有波粒二象性 实物粒子是不是像光一样，也具有波粒二象性呢？光实物粒子波动性粒子性波动性粒子性变化的磁场周围会产生电场变化的电场周围会产生磁场麦克斯韦电磁场理论的两个基本假设 德布罗意波假说:实物粒子和光一样都具有波粒二象性．粒子性波动性能量动量频率波长普朗克常量 h 架起了粒子性与波动性之间的桥梁 德布罗意波假说:实物粒子和光一样都具有波粒二象性． 当波遇到一个大小与该波波长相仿的障碍物时会发生衍射．美国工程师戴维森发现的电子衍射实验证明了德布罗意假说波粒二象性具有普适性光波是一种概率波光的双缝干涉不确定性关系 微观粒子具有波动性，在产生波动现象的时候，能不能像宏观物体一样去精确描述它的运动？ 不可以，因为微观粒子的波动性跟光波一样，是一种概率波，不能同时准确知道粒子的位置和动量．不确定性关系 不确定性关系也适用于宏观物体吗？ 适用．根据德布罗意波假说，宏观物体也具有波动性，同样是一种概率波． 为什么我们能够同时准确地知道宏观物体的位置和动量呢？ 宏观物体的波动性难以表现出来，因此不确定性关系也难以体现出来，可以忽略．小结 1．光具有哪些性质？ 2．光电效应有什么实验规律？ 3．如何解释光电效应中的实验规律？ 4．什么是德布罗意波（物质波）？ 5．不确定性关系指的是什么？重难点 1.通过实验，了解光电效应现象及其规律． 知道爱因斯坦光电效应方程，并能用其解释光电效应的实验规律． 本章重点： 本章难点： 2.能根据实验结论说明光的波粒二象性．物理思想方法及物理核心素养 了解量子力学的产生和发展史，形成量子论观念． 1．物理观念素养 在提出光电效应概念后，通过对光电子的运动建构模型，从而对实验结果进行预测． 2．科学思维素养 在探究光电效应实验规律的过程中，经历提出问题、形成猜想、实验验证、理论解释和评估交流． 3．科学探究素养典型案例 本章书中我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子在极短时间内能吸收到一个光子而从金属表面逸出．强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识，用强激光照射金属，由于其光子密度极大，一个电子在短时间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光子光电效应，这已被实验证实．光电效应方程动能定理新情境光电效应方程 第二，按照光子假说，入射光的强度越大，所含的光子数越多，照射金属时产生的光电子越多，饱和电流就越大． 第三，遏止电压对应着光电子的最大初动能，根据光电效应方程，对于某种金属在逸出功一定的情况下，出射光电子的最大初动能只与入射光频率有关，与入射光强度无关．典型案例斜率截距W0小W0大典型案例同种颜色W0小