2023版高考物理一轮总复习专题14原子与原子核第1讲波粒二象性课件

这是一份2023版高考物理一轮总复习专题14原子与原子核第1讲波粒二象性课件，共35页。PPT课件主要包含了第1讲波粒二象性，最小值，最大值，hν－W0，波粒二象，三类图像等内容，欢迎下载使用。

必 备 知 识·深 悟 固 基
一、光电效应1．定义：在光的照射下从物体发射出________的现象(发射出的电子称为光电子)．2．产生条件：入射光的频率________极限频率．
3．光电效应规律(1)存在饱和电流．(2)存在遏止电压和截止频率：光电子的能量只与入射光的频率有关，与入射光的强弱无关．当入射光的频率低于截止频率时不发生光电效应．(3)光电效应具有瞬时性：当频率超过截止频率时，无论入射光怎样微弱，几乎在照到金属时立即产生光电流，时间不超过10－9 s.
二、光电效应方程1．基本物理量(1)光子的能量ε＝hν，其中h＝6.626×10－34 J·s(称为普朗克常量)．(2)逸出功：使电子脱离某种金属所做功的________．(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动能的________．2．光电效应方程：Ek＝________.
三、光的波粒二象性1．光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有________性．2．光电效应说明光具有________性．3．光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的_____________性．
四、物质波1．概率波：光的干涉现象是大量光子的运动遵循波动规律的表现，亮条纹是光子到达概率________的地方，暗条纹是光子到达概率________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λ＝________，p为运动物体的动量，h为普朗克常量．
(1)光电子的本质就是电子，而不是光子．(2)每种金属都有一个极限频率，入射光的频率不低于这个极限频率才能使金属产生光电效应．(3)光照强度决定每秒钟光源发射的光子数，频率决定每个光子的能量．(4)金属越活跃，逸出功越小，越容易发生光电效应．
1．[黑体辐射]关于黑体辐射的实验规律，叙述正确的是(　　)A．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布，除了与温度有关外，与表面状况也有关B．随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有增加C．随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动D．黑体热辐射的强度与波长无关【答案】B　
【解析】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，A错误；黑体辐射的规律为随着温度的升高各种波长的辐射强度都增加，同时辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，所以B正确，C、D错误．
2．[光电效应](多选)如图所示，用导线把验电器与锌板相连接，当用紫外线照射锌板时，发生的现象是(　　)A．有光子从锌板逸出B．有电子从锌板逸出C．验电器指针张开一个角度D．锌板带负电【答案】BC
3．[光电效应方程]在光电效应实验中，用波长为λ的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是(　　)A．仅增大入射光的强度，光电流大小不变B．仅减小入射光的强度，光电效应现象可能消失C．改用波长大于λ的光照射，光电子的最大初动能变大D．改用波长大于λ的光照射，可能不发生光电效应【答案】D　
4．[波粒二象性]用很弱的光做单缝衍射实验，改变曝光时间，在胶片上出现的图像如图所示，该实验表明(　　)A．光的本质是波B．光的本质是粒子C．光的能量在胶片上分布不均匀D．光到达胶片上不同位置的概率相同【答案】C　
【解析】用很弱的光做单缝衍射实验，改变曝光时间，在胶片上出现的图样说明光具有波粒二象性，故A、B错误；该实验说明光到达胶片上的不同位置的概率是不一样的，也就说明了光的能量在胶片上分布不均匀，故C正确，D错误．
关 键 能 力·突 破 要 点
考点1　对光电效应的理解　[基础考点]
1．区分光电效应中的四组概念(1)光子与光电子：光子指光在空间传播时的每一份能量，光子不带电；光电子是金属表面受到光照射时发射出来的电子，其本质是电子．(2)光电子的动能与最大初动能：光电子往各个方向逸出，克服阻碍做功不同，所以逸出的初动能各不相同，其中直接飞出的光电子动能最大，为最大初动能．
(3)光电流和饱和光电流：金属板飞出的光电子到达阳极，回路中便产生光电流，随着所加正向电压的增大，光电流趋于一个饱和值，这个饱和值是饱和光电流．饱和光电流与所加电压大小无关，与光强和光的频率有关．(4)入射光强度与光子能量：入射光强度指单位时间内照射到金属表面单位面积上的总能量．
2．光电效应的研究思路(1)两条线索   (2)两条对应关系①光强度大→光子数目多→发射光电子多→光电流大②光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大
1．入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，则(　　)A．从光照至金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加B．逸出的光电子的最大初动能将减小C．单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少D．有可能不发生光电效应　【答案】C
2．关于光电效应现象，下列说法错误的是(　　)A．在光电效应现象中，入射光的强度越大，单位时间内逸出的光子数越多B．在光电效应现象中，光电子的最大初动能随照射光的频率增大而增大C．对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于此波长，才能产生光电效应D．对于某种金属，只要入射光的强度足够大，就会发生光电效应【答案】D　
【解析】能产生光电效应的情况下，当入射光的强度越大，单位时间内逸出的光电子数越多．根据光电子效应方程Ekm＝hν－W0，知入射光的频率越高，产生的光电子的最大初动能越大，A、B正确；c＝λν，入射光的波长必须小于最大波长，则频率大于光电效应的极限频率，C正确；入射光的强度足够大，可能是单位时间单位面积的光子数多，而不是频率大，D错误．
考点2　爱因斯坦的光电效应方程及应用　[基础考点]
1．三个关系(1)爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0.(2)光电子的最大初动能Ek可以利用光电管实验的方法测得，即Ek＝eUc，其中Uc是遏止电压．(3)光电效应方程中的W0为逸出功，它与极限频率νc的关系是W0＝hνc.
1．小明用金属铷为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意图如图甲所示．已知普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s.(1)图甲中电极A为光电管的__________(填“阴极”或“阳极”)．(2)实验中测得铷的截止电压Uc与入射光频率ν之间的关系如图乙所示，则铷的截止频率νc＝_____ Hz，逸出功W0＝_______J.
甲　　　　　　　　　乙
(3)如果实验中入射光的频率ν＝7.00×1014 Hz，则产生的光电子的最大初动能Ek＝________J.【答案】(1)阳极　(2)5.15×1014　3.41×10－19　(3)1.23×10－19【解析】(1)题图甲为利用光电管产生光电流的实验电路，光电子从K极发射出来，故K为光电管的阴极，A为光电管的阳极．(2)截止电压对光电子做负功，根据爱因斯坦光电效应方程有eUc＝Ek＝hν－W0.结合题图乙可知，当Uc＝0时，ν＝5.15×1014 Hz，故铷的截止频率νc＝5.15×1014 Hz，逸出功W0＝hνc＝3.41×10－19 J.(3)若入射光的频率ν＝7.00×1014 Hz，则产生的光电子的最大初动能Ek＝hν－W0＝1.23×10－19 J.
2．如图为研究光电效应的装置和图像．下列关于甲、乙、丙各图的描述，正确的是(　　)A．甲图中，弧光灯照射锌板，验电器的锡箔张开，说明锌板带负电
B．乙图中，可以研究单位时间发射的光电子数与照射光的强度有关C．丙图中，强黄光和弱黄光曲线交于U轴同一点，说明光电子最大初动能与光的强度无关D．丙图中，黄光和紫光曲线交于U轴不同点，说明不同金属发生光电效应的极限频率不同【答案】C
考点3　对波粒二象性的理解　[基础考点]
1．对波粒二象性的进一步理解
1．(2021年孝感模拟)实物粒子和光都具有波粒二象性，下列事实中不能突出体现波动性的是(　　)A．电子束通过双缝实验后可以形成干涉图样B．β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹C．人们利用中子衍射来研究晶体的结构D．人们利用电子显微镜观测物质的微观结构【答案】B
2．(2021年浙江卷)已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，电子的质量为9.11×10－31 kg，一个电子和一滴直径约为4 μm的油滴具有相同动能，则电子与油滴的德布罗意波波长之比的数量级为(　　)A．10－8　　B．106　C．108　　D．1016【答案】C