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人教版高中物理选修3-5章总结复习素材：第17章波粒二象性知识点(总8页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--选修3-5知识点第十七章波粒二象性能量量子化一、黑体与黑体辐射1、热辐射：一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关。
物体在室温时，热辐射的主要成分是波长较长的电磁波，不能引起人的視觉。
当温度升高时，热辐射中较短波长的成分越来越强。
2、热辐射的特性：辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而有所不同。
3、黑体：物体表面能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射。
除了热辐射之外，物体表面还会吸收和反射外界射来的电磁波。
常温下我们看到的物体的颜色就是反射光所致。
一些物体在光线照射下看起来比较黑，那是因为它吸收电磁波的能力较强，而反射电磁波的能力较弱。
4、黑体辐射：辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关。
二、黑体辐射的实验规律1、从中可以看出，随着温度的升高，一方面，各种波长的强度有所增加，另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。
2、维恩公式在短波区与实验非常接近，在长波区则与实验偏离很大。
3、瑞利公式在长波区与实実验基本一致，但在短波区与实验严重不符，不但不符，而且当趋于0时，辐射强度竟变成无穷大，这显然是荒谬。
三、能量子1、ε叫能量子，简称量子，能量是量子化的，只能一份一份地按不连续方式辐射或吸收能量。
2、普朗克常量：对于频率为ν的能量子最小能量：ε=hνh=10-34J/s。
——普朗克常量光的粒子性光是电磁波：光的干涉、衍射现象说明光是波。
一、光电效应的实验规律1、光电效应：即照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出，发射出来的电子叫光电子。
2、研究光电效应的电路图：①K在受到光照时能够发射光电子汗，②光电子在UAK电场作用下形成光电流，③阳极A 吸收阴极K发出的光电子。
3、存在着饱和电流：入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多。
第十七章 波粒二象性
本章概览
三维目标
正确理解黑体与黑体辐射的概念，并能解释黑体辐射实验所反映出的实验规律，知道能量子的概念及其值的大小：ε=hν.体会一切科学真理都来自于实验.
正确理解光电效应以及光电流产生的条件和影响因素；知道金属的极限频率的含义以及光电流的遏止电压和光电子的最大初动能.并能运用光电效应解释一些有关的物理现象. 掌握能量的量子化假说和光子假说，能运用这一假说来解释光电效应；知道光电效应方程：hν=22
1mv +W 理解康普顿效应产生的原因：掌握爱因斯坦光子假说中光子动量的公式：λh
p =，并
能运用其解释康普顿效应.
认识光的本质特性，理解光的波粒二象性，了解哪些事实证明了光具有波动性，哪些事实证明了光具有粒子性.提高观察实验的能力并能从实验中归纳、概括物理概念与规律的能力.
能明确理解粒子的波动性——德布罗意波的含义，及电子云和不确定关系的内容. 知识网络
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17.5不确定性关系（教师版）2021-2021学年高二物理人教选修3-5第十七章波粒二象性第5节不确定性关系1．下列说法中正确的是A．宏观物体的动量和位置可准确测定 B．微观粒子的动量和位置可准确测定 C．微观粒子的动量和位置不可同时准确测定 D．宏观物体的动量和位置不可同时准确测定【答案】AC【解析】由不确定性关系知，宏观物体的不确定量较小，一般认为其动量和位置确定。
而微观粒子的动量和位置是不能同时确定的，A、C正确。
2．在单缝衍射实验中，从微观粒子运动的不确定关系可知 A．缝越窄，粒子位置的不确定性越大 B．缝越宽，粒子位置的不确定性越大 C．缝越窄，粒子动量的不确定性越大 D．缝越宽，粒子动量的不确定性越大【答案】BC【解析】由不确定性关系ΔxΔp≥因此选项BC正确。
3．下列关于不确定关系说法正确的是 A．只对微观粒子适用 B．只对宏观粒子适用 C．对微观和宏观粒子都适用 D．对微观和宏观粒子都不适用【答案】A【解析】微观世界的属性，人类缺少直接感知，在这种情况下，我们要建立一些模型，用来分析他们的规律。
不确定关系只是用来解释微观粒子的，故A正确。
h知缝宽时，位置不确定性越大，则动量的不确定性越小，反之亦然，4π4．由不确定性关系可以得出的结论是A．如果动量的不确定范围越小，则与它对应位置坐标的不确定范围就越大 B．如果位置坐标的不确定范围越小，则动量的不确定范围就越大 C．动量和位置坐标的不确定范围之间的关系不是反比例函数 D．动量和位置坐标的不确定范围之间有唯一的确定关系【答案】C【解析】由不确定性关系可知，不能同时确定动量和坐标，二者没有唯一关系，其他三个选项只说明了其中的某个方面，而没有对不确定关系作进一步的认识，C正确。
5．根据不确定性关系ΔxΔp≥h，判断下列说法正确的是4πA．采取办法提高测量Δx精度时，Δp的精度下降B．采取办法提高测量Δx精度时，Δp的精度上升 C．Δx与Δp测量精度与测量仪器及测量方法是否完备有关 D．Δx与Δp测量精度与测量仪器及测量方法是否完备无关【答案】AD【解析】不确定关系表明，无论采用什么方法试图确定位置坐标和相应动量中的一个，必然引起另一个较大的不确定性，这样的结果与测量仪器及测量方法是否完备无关，无论怎样改善测量仪器和测量方法，都不可能逾越不确定关系所给出的限度。
高三物理选修3-5第十七章波粒二象性第一节能量量子化导学案【教学目标】1．了解什么黑体辐射，感悟以实验为基础的科学探究方法。
2．了解能量子的概念及提出的科学过程，领会这一科学突破过程中科学家的思想。
3．通过观察热辐射的强度与波长的关系图像培养学生的观察能力。
4．了解宏观物体和微观粒子的能量变化特点，体会量子论的建立深化了人们对于物理世界的认识。
【教学重点】黑体辐射能量在不同温度下与波长的关系【教学难点】理解能量量子化的假说【自主学习】知识点一：黑体与黑体辐射1．热辐射：我们周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的_____有关，叫做热辐射。
（1）任何物体任何温度均存在热辐射，当温度升高时，热辐射中较短波长的成分越来越强，发射的能量逐渐增加。
例如：铁块在随温度升高时，从看不出发光到暗红、赤红、橘红到橙色等颜色直到黄白色。
从视觉上看低温物体发出的是红外光，炽热物体发出的是可见光，高温物体发出的是紫外光。
无论是高温物体还是低温物体，都有热辐射，所辐射的能量及其按波长的分布都随温度而变化。
（2）热辐射是热能转化为电磁能的过程。
大量带电粒子的无规则热运动引起的。
物体中每个分子、原子或离子都在各自平衡位置附近以各种不同频率作无规则的微振动，每个带电微粒的振动都会产生变化的电磁场，从而向外辐射各种波长的电磁波，形成连续的电磁波谱。
（3）注意：激光、日光灯发光不是热辐射2．黑体：如果某种物体在任何温度下都能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，这种物体就是绝对黑体，简称黑体。
（1）实际上黑体只是一种理想的情况，在实验室中，可在绕有电热丝的空腔上开一个小孔来实现，如图所示。
（2）黑体看上去不一定是黑色的，只有当自身辐射的可见光非常微弱时看上去才是这样；有些可看作黑体的物体由于有较强的辐射，看起来还会很明亮，如炼钢炉口上的小孔。
一些发光的物体（如太阳、白炽灯灯丝）也被当作黑体来处理。
（3）一般材料物体的辐射规律：辐射电磁波的情况除与_______有关外，还与材料的种类和表面状况有关。
第十七章波粒二象性第三节粒子的波动性学习目标1．知道光具有波粒二象性,感受微观粒子运动的复杂性。
2．知道物质波的概念。
3．知道微观粒子的波动性。
领会对称性、类比性的研究方法，感悟科学的探究精神。
4.通过对物质波的实验验证内容的学习，感受实验研究这一重要的研究方法。
重点难点1.知道光具有波粒二象性。
2.物质波的理解。
一．基础自学(一)光的波粒二象性1、光的本性：光既具有性，又具有性，即光具有。
2、光子的能量和动量：光子能量ε= ，光子动量：p=h/λ,能量ε和动量p是描述物质的性的重要物理量；波长λ和频率ν是描述物质的性的典型物理量。
因此ε=hν和p=h/λ揭示了光的性和性之间的密切关系。
(二)粒子的波动性：德布罗意假说：实物粒子也具有性，。
任何一个的物体，都有一种波与它相对应，这种波叫做波，也称为德布罗意波。
物质波的波长和频率：λ= ，ν=(三)物质波的实验验证：1927年戴维孙和汤姆孙分别利用晶体做了的实验，得到了电子的，证实了电子的波动性。
二.合作探究【探究一】光的波粒二象性理解：1、光的波动性2、光的粒子性例1能说明光具有波粒二象性的实验是( )A．光的干涉和衍射B．光的干涉和光电效应C．光的衍射和康普顿效应D．光电效应和康普顿效应【探究二】物质波的实验验证1、物质波2、理解例2关于物质波，下列认识中错误的是( )A．任何运动的物体(质点)都伴随一种波，这种波叫物质波B．X射线的衍射实验，证实了物质波假设是正确的C．电子的衍射实验，证实了物质波假设是正确的D．宏观物体尽管可以看做物质波，但它们不具有干涉、衍射等现象三、限时训练1、对光的认识，以下说法中正确的是( )A．个别光子的行为表现为粒子性，大量光子的行为表现为波动性B．光的波动性是光子本身的一种属性，不是光子之间的相互作用引起的C．光表现出波动性时,不具有粒子性,表现出粒子性时，就不具有波动性D．光的波粒二象性应理解为：在某种情境下光的波动性表现明显，在另外某种情境下，光的粒子性表现明显2、下列关于光的波粒二象性的说法中，正确的是( )A．有的光是波，有的光是粒子B．光子与电子是同样的一种粒子C．光的波长越长，其波动性越明显；波长越短，其粒子性越显著D．大量光子的行为往往显示出粒子性3、关于物质波，下列说法中正确的是( )A．速度相等的电子和质子，电子的波长大B．动能相等的电子和质子，电子的波长小C．动量相等的电子和中子，中子的波长小D．甲电子速度是乙电子的3倍，甲电子的波长也是乙电子的3倍4、人类对光的本性的认识经历了曲折的过程。
第十七章波粒二象性第一、二节黑体辐射、光电效应课前自主学习（学案）一、请学生自主复习教材第十七章第一、二节P26-P36。
二、结合复习的内容思考如下问题：1．什么叫黑体（绝对黑体）？2．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布与什么因素有关？3．什么是光电效应现象？光电效应现象的实验规律有哪些？4．如何解释光电效应的实验规律？三、自主解答几道题目1．关于黑体和热辐射，下列说法中正确的是（）A．黑体不辐射可见光B．一切物体都在向外辐射电磁波C．黑体不能反射可见光D．黑体在吸收电磁波的同时不向外辐射电磁波2．在光电效应实验中，如果需要增大光电子到达阳极时的速度，可采用的方法是（）A．增加光照时间B．增大入射光的波长C．增大入射光的强度D．增大入射光频率3．关于光电效应，有如下几种陈述，其中正确的是（）A．金属电子的逸出功与人射光的频率成正比B．光电流与入射光的强度无关C．用不可见光照射金属一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的初动能要大D．对于任何一种金属都存在一个截止频率，入射光的频率必须大于这个频率，才能产生光电效应4．下表给出了一些金属材料的逸出功。
材料铯钙镁铍钛逸出功(10－19J) 3.0 4.3 5.9 6.2 6.6现用波长为400 nm的单色光照射上述材料，能产生光电效应的材料最多有几种（）(普朗克常量h = 6.6×10－34J·S，光速c = 3.00×108m／s)A．2种 B ．3种C．4种D．5种参考答案：1.B 2.D 3.AD 4.A课堂主体参与（教案）【学习目标】1．了解黑体和黑体辐射，体会量子论的建立深化了人们对物体世界的认识2．知道光电效应，通过实验了解光电效应实验规律，了解爱因斯坦光子说，并能够用它来解释光电效应实验规律，知道爱因斯坦光电效应方程及其意义，并能利用它解决一些问题重点难点。
3．了解康普顿效应，知道康普顿效应说明光具有粒子性。
高二物理选修3－5 第十七章波粒二象性新课标要求1．内容标准（1）了解微观世界中的量子化现象。
比较宏观物体和微观粒子的能量变化特点。
体会量子论的建立深化了人们对于物质世界的认识。
（2）通过实验了解光电效应。
知道爱因斯坦光电效应方程以及意义。
（3）了解康普顿效应。
（4）根据实验说明光的波粒二象性。
知道光是一种概率波。
（5）知道实物粒子具有波动性。
知道电子云。
初步了解不确定性关系。
（6）通过典型事例了解人类直接经验的局限性。
体会人类对世界的探究是不断深入的。
例 1 通过电子衍射实验，初步了解微观粒子的波粒二象性，体会人类对于物质世界认识的不断深入。
2．活动建议阅读有关微观世界的科普读物，写出读书体会。
新课程学习17．2 科学的转折：光的粒子性★新课标要求（一）知识与技能1．通过实验了解光电效应的实验规律。
2．知道爱因斯坦光电效应方程以及意义。
3．了解康普顿效应，了解光子的动量（二）过程与方法经历科学探究过程，认识科学探究的意义，尝试应用科学探究的方法研究物理问题，验证物理规律。
（三）情感、态度与价值观领略自然界的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲，乐于探究自然界的奥秘，能体验探索自然规律的艰辛与喜悦。
★教学重点光电效应的实验规律★教学难点爱因斯坦光电效应方程以及意义★教学方法教师启发、引导，学生讨论、交流。
★教学用具：投影片，多媒体辅助教学设备★课时安排2 课时★教学过程（一）引入新课提问：回顾前面的学习，总结人类对光的本性的认识的发展过程？（多媒体投影，见课件。
）学生回顾、思考，并回答。
教师倾听、点评。
光的干涉、衍射现象说明光是电磁波，光的偏振现象进一步说明光还是横波。
19世纪60年代，麦克斯韦又从理论上确定了光的电磁波本质。
然而，出人意料的是，正当人们以为光的波动理论似乎非常完美的时候，又发现了用波动说无法解释的新现象——光电效应现象。
对这一现象及其他相关问题的研究，使得人们对光的又一本质性认识得到了发展。
选3-5 第17章《波粒二象性》知识小结考点93、普朗克能量子假说黑体和黑体辐射（P27~30）引言：研究的历史背景——19世纪末期，人们认为经典物理学已形成完整体系，只剩下修补、完善工作。
尽管当时“朗朗的天空”仍漂有两朵乌云——光速问题和黑体辐射问题。
（前者引发了（理论），后者引发了（理论））当人们深入研究时，引发了物理学理论的大变革：爱因斯坦对光速问题的研究，引发了（选修3－4已学）；哪黑体辐射的研究将会带来什么呢？另：当时光的、、实验已证实光是横波，并由（物理学家）预言、由（物理学家）实验证实光是电磁波。
1、黑体与黑体辐射1）热辐射一切物体都在辐射，这种辐射与物体的有关（还与和有关），这种现象叫热辐射；规律：当温度升高时，热辐射中波长的成分越来越强。
除热辐射外，物体的表面还会吸收和反射电磁波。
2）黑体、黑体辐射黑体是指能够入射的各种波长的电磁波而的物体；黑体辐射的特点：辐射的电磁波强度按的分布只与黑体的有关——这是人们特别重视研究黑体辐射的原因之一。
3）黑体辐射的实验规律——课本图17.1－2（关注）①当温度升高时，各种波长的电磁波的辐射强度都；②当温度升高时，辐射强度的最大值向波长（即频率）的方向移动。
4）经典理论解释的困难：在大量的经典理论解释中有两个人的研究较出色，但都存在缺陷维恩公式：在区与实验非常接近，而区与实验偏离很大；瑞利公式：在区与实验基本一致，而区与实验严重不符，且当波长趋于0（即频率很大）时，辐射强度趋于无穷大——史称“紫外灾难”。
2、能量子（普朗克）1）内容：振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值的，其辐射或吸收的能量也只能以这个为单位地辐射或吸收。
这个不可分的最小能量值叫。
★★该假设重点强调的能量是不连续的，即电磁波在吸收和辐射时是的，但没有指明电磁的传播是不连续的（见课本P32最后一段中间），另外真正说明物质世界量子性质的科学家是（见课本P30最上）。
能量子公式：ε＝（式中h＝，叫，γ是电磁波的）振动着的带电微粒的能量：E＝nhγ（n叫量子数，为自然数）在宏观世界中，通常认为能量是，而微观世界中能量是。
3 粒子的波动性[先填空]1.2．光子的能量和动量(1)能量：ε＝hν.(2)动量：p＝h λ.3．意义能量ε和动量p是描述物质的粒子性的重要物理量；波长λ和频率ν是描述物质的波动性的典型物理量．因此ε＝hν和p hλ揭示了光的粒子性和波动性之间的密切关系．[再判断]1．光的干涉、衍射、偏振现象说明光具有波动性．(√) 2．光子数量越大，其粒子性越明显．(×)3．光具有粒子性，但光子又不同于宏观观念的粒子．(√) [后思考]由公式E＝hν和λ＝hp，能看出波动性和粒子性的联系吗？【提示】从光子的能量和动量的表达式可以看出，是h架起了粒子性与波动性之间的桥梁．[合作探讨]探讨1：认识光的波粒二象性，应从微观角度还是宏观角度？【提示】应从微观的角度建立光的行为图像，认识光的波粒二象性．探讨2：光在传播过程中，有的光是波，有的光是粒子，这句话正确吗？【提示】不正确．光具有波粒二象性，只是有时表现为波动性，有时表现为粒子性，并不是有的光是波，有的光是粒子．[核心点击]1．对光的认识的几种学说1．(多选)关于光的本性，下列说法中正确的是()A．关于光的本性，牛顿提出“微粒说”．惠更斯提出“波动说”，爱因斯坦提出“光子说”，它们都说明了光的本性B．光具有波粒二象性是指：既可以把光看成宏观概念上的波，也可以看成微观概念上的粒子C．光的干涉、衍射现象说明光具有波动性D．光电效应说明光具有粒子性【解析】光的波动性指大量光子在空间各点出现的可能性的大小可以用波动规律来描述，不是惠更斯的波动说中宏观意义下的机械波，光的粒子性是指光的能量是一份一份的，每一份是一个光子，不是牛顿微粒说中的经典微粒．某现象说明光具有波动性，是指波动理论能解释这一现象．某现象说明光具有粒子性，是指能用粒子说解释这个现象．要区分说法和物理史实与波粒二象性之间的关系．C、D正确，A、B错误．【答案】CD2．下列关于光的波粒二象性的说法中，正确的是()【导学号：54472028】A．有的光是波，有的光是粒子B．光子与电子是同样的一种粒子C．光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著D．大量光子的行为往往显示出粒子性【解析】一切光都具有波粒二象性，光的有些行为(如干涉、衍射)表现出波动性，有些行为(如光电效应)表现出粒子性，所以，不能说有的光是波，有的光是粒子．虽然光子与电子都是微观粒子，都具有波粒二象性，但电子是实物粒子，有静止质量，光子不是实物粒子，没有静止质量，电子是以实物形式存在的物质，光子是以场形式存在的物质，所以，不能说光子与电子是同样的一种粒子．光的波粒二象性的理论和实验表明，大量光子的行为表现出波动性，个别光子的行为表现出粒子性．光的波长越长，衍射性越好，即波动性越显著，光的波长越短，其光子能量越大，个别或少数光子的作用就足以引起光接收装置的反应，所以其粒子性就很显著，故C正确，A、B、D错误．【答案】 C(1)光既有波动性又有粒子性，二者是统一的.(2)光表现为波动性，只是光的波动性显著，粒子性不显著而已.(3)光表现为粒子性，只是光的粒子性显著，波动性不显著而已.[先填空]1．粒子的波动性(1)德布罗意波1924年法国巴黎大学的德布罗意提出假设：实物粒子也具有波动性，每一个运动的粒子都与一个对应的波相联系，这种与实物粒子相联系的波称为德布罗意波，也叫物质波．(2)物质波的波长、频率关系式ν＝εh，λ＝h p.2．物质波的实验验证(1)实验探究思路干涉、衍射是波特有的现象，如果实物粒子具有波动性，则在一定条件下，也应该发生干涉或衍射现象．(2)实验验证1927年戴维孙和汤姆孙分别利用晶体做了电子束衍射实验，得到了电子的衍射图样，如图17-3-1所示，证实了电子的波动性．电子束穿过铝箔后的衍射图样图17-3-1(3)说明①人们陆续证实了质子、中子以及原子、分子的波动性．对于这些粒子，德布罗意给出的ν＝εh和λ＝hp关系同样正确．②宏观物体的质量比微观粒子大得多，运动时的动量很大，对应的德布罗意波的波长很小，根本无法观察到它的波动性．[再判断]1．一切宏观物体都伴随一种波，即物质波．(×)2．湖面上的水波就是物质波．(×)3．电子的衍射现象证实了实物粒子具有波动性．(√)[后思考]既然德布罗意提出了物质波的概念，为什么我们生活中却体会不到？【提示】平时所见的宏观物体的质量比微观粒子的质量大得多，运动的动量很大，由λ＝hp可知，它们对应的物质波波长很小，因此，无法观察到它们的波动性．[合作探讨]探讨1：物质波的概念是如何提出的？【提示】德布罗意认为光学研究中忽视了粒子性，而实物粒子中则忽视了其波动性，因此，德布罗意提出了实物粒子的波动性．探讨2：宏观物体的运动也具有波动性吗？【提示】不管是微观粒子还是宏观运动的物体，都具有波动性，但宏观运动物体的波动性很不明显．[核心点击]1．物质的分类(1)由分子、原子、电子、质子及由这些粒子组成的物质．(2)“场”也是物质，像电场、磁场、电磁场这种看不见的，不是由实物粒子组成的，而是一种客观存在的特殊物质．2．物质波的普遍性任何物体，都存在波动性，我们之所以观察不到宏观物体的波动性，是因为宏观物体对应的波长太小的缘故．3．求解物质波波长的方法(1)根据已知条件，写出宏观物体或微观粒子动量的表达式p＝m v.(2)根据波长公式λ＝hp求解．(3)注意区分光子和微观粒子的能量和动量的不同表达式．如光子的能量：ε＝hν，动量p＝hλ；微观粒子的动能：E k＝12m v2，动量p＝m v.3．下列说法中正确的是()A．物质波属于机械波B．物质波与机械波没有本质区别C．只有像电子、质子、中子这样的微观粒子才具有波动性D．德布罗意认为，任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波和它对应，这种波叫物质波【解析】物质波是一切运动着的物体所具有的波，与机械波性质不同，A、B均错误；宏观物体也具有波动性，只是干涉、衍射现象不明显，看不出来，C 错误；德布罗意认为，任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波和它对应，这种波叫物质波，D正确．【答案】 D4．如果一个中子和一个质量为10 g的子弹都以103m/s的速度运动，则它们的德布罗意波的波长分别是多长？(中子的质量为1.67×10－27 kg) 【解析】中子的动量为p1＝m1v，子弹的动量为p2＝m2v，据λ＝hp知中子和子弹的德布罗意波的波长分别为λ1＝hp1，λ2＝hp2联立以上各式解得：λ1＝hm1v，λ2＝hm2v将m1＝1.67×10－27 kg，v＝1×103 m/s，h＝6.63×10－34 J·s，m2＝1.0×10－2 kg 代入上面两式可解得λ1＝4.0×10－10 m，λ2＝6.63×10－35 m.【答案】 4.0×10－10 m 6.63×10－35 m宏观物体波动性的三点提醒1．一切运动着的物体都具有波动性，宏观物体观察不到其波动性，但并不否定其波动性．2．要注意大量光子、个别光子、宏观物体、微观粒子等相关概念的区别．3．在宏观世界中，波与粒子是对立的概念；在微观世界中，波与粒子可以统一．。
章 末 小 结错误!错误!一、应用光电效应方程解题的方法光电效应方程表达式为E k ＝hν－W 0。
其中,E k ＝12m e v 2为光电子的最大初动能，W 0为逸出功.光电效应方程表明，光电子最大初动能与入射光的频率ν呈线性关系，与光强无关。
只有当hν〉W 0时,才有光电子逸出，νc ＝错误!就是光电效应的截止频率.（1)常见物理量的求解（2)应用光电效应规律解题应当明确①光电效应规律中“光电流的强度”指的是光电流的饱和值(对应从阴极发射出的电子全部被拉向阳极的状态）。
因为光电流未达到饱和值之前，其大小不仅与入射光的强度有关,还与光电管两极间的电压有关，只有在光电流达到饱和值以后才和入射光的强度成正比。
②明确两个决定关系a．逸出功W0一定时，入射光的频率决定着能否产生光电效应以及光电子的最大初动能.b．入射光的频率一定时,入射光的强度决定着单位时间内发射出来的光电子数。
典例1(多选)（湖北武钢三中、武汉三中、省实验中学2015～2016学年高二下学期联考)用如图甲所示的电路研究光电效应中光电流强度与照射光的强弱、频率等物理量的关系。
图中A、K两极间的电压大小可调，直流电源的正负极也可以对调。
分别用a、b、c三束单色光照射,调节A、K间的电压U，得到光电流I与电压U的关系如图乙所示.由图可知（ABC)A．单色光b的频率大于a的频率B．单色光a和c的光子能量相同，但a光强度更强些C．单色光a的遏止电压小于单色光b的遏止电压D．随着电压的增大，光电流不断增大解题指导：两条线索：(1)通过频率分析:光子频率高→光子能量大→产生光电子的最大初动能大。
(2）通过光的强度分析:入射光强度大→光子数目多→产生的光电子多→光电流大。
解析：由图乙可知，单色光b照射后遏止电压较大，根据E km ＝eU c知,b光照射后产生的光电子最大初动能较大，根据光电效应方程E km＝hν－W0得，b光的频率大于a光的频率，故A正确,C正确；a、c两光照射后遏止电压相同，知产生的光电子最大初动能相等，可知a、c两光的频率相等,光子能量相等,由于a光的饱和电流较大，则a光的强度较大,故B正确；随着正向电压的增大，光电流增大,增大到一定程度,电流达到饱和，不再增大，故D错误.故选A、B、C。
二、光的波粒二象性1．大量光子产生的效果显示出波动性,比如干涉、衍射现象中，如果用强光照射，在光屏上立刻出现了干涉、衍射条纹，波动性体现了出来；个别光子产生的效果显示出粒子性。
如果用微弱的光照射，在屏上就只能观察到一些分布毫无规律的光点，粒子性充分体现；但是如果微弱的光在照射时间加长的情况下，在感光底片上的光点分布又会出现一定的规律性，倾向于干涉、衍射的分布规律。
这些实验为人们认识光的波粒二象性提供了良好的依据.2．光子和电子、质子等实物粒子一样，具有能量和动量。
和其他物质相互作用时，粒子性起主导作用.3．光子的能量与其对应的频率成正比,而频率是波动性特征的物理量,因此E＝hν，揭示了光的粒子性和波动性之间的密切联系.4．对不同频率的光，频率低、波长长的光,波动性特征显著；而频率高、波长短的光，粒子性特征显著.5．光在传播时体现出波动性，在与其他物质相互作用时体现出粒子性。
处理光的波粒二象性问题的关键是正确理解其二象性，搞清光波是一种概率波.典例2(多选）下列叙述的情况正确的是（CD) A．光的粒子性说明每个光子就像一个极小的球体B．光波是与橡皮绳形成的绳波相似的波C．光具有粒子性,它和其他物质作用是“一份一份”进行的D．光子在空间各点出现的可能性大小(概率)，可以用波动的规律来描述解题指导：光具有波粒二象性，但不是宏观的粒子和波，在相互作用时表现的粒子性显著，在传播时表现的波动性显著。
解析:光具有粒子性，但是不同于宏观的物体,即说明每个光子不像一个极小的球体，所以A错误;光具有波动性,但是光波不同于橡皮绳形成的绳波，即B错误；光具有粒子性，它和其他物质作用是“一份一份”进行的,即C正确；光在传播的过程中,光子在空间各点出现的可能性大小（概率)，可以用波动的规律来描述,即D正确。
从历年高考试题看，有关本章内容的考题多以选择、填空的形式出现，难度不大，均属基本题。
其中命题率较高的知识点是光电效应.一、考题探析例题 （2018·全国卷Ⅱ，17)用波长为300nm 的光照射锌板，电子逸出锌板表面的最大初动能为1。
28×10－19J 。
已知普朗克常量为6.63×10－34J·s ，真空中的光速为3.00×108m·s －1。
能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为( B ）A ．1×1014HzB ．8×1014HzC ．2×1015HzD ．8×1015Hz解析：设单色光的最低频率为ν0，由E k ＝hν－W 知E k ＝hν1－W ，0＝hν0－W ,又知ν1＝c λ整理得ν0＝错误!－错误!，解得ν0≈8×1014Hz 。
二、临场练兵一、选择题(1题为单选题，2题为多选题)1．（2017·北京卷，18)2017年年初，我国研制的“大连光源”--极紫外自由电子激光装置，发出了波长在100 nm(1 nm ＝10－9 m ）附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲，“大连光源"因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用。
一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子，但又不会把分子打碎。
据此判断，能够电离一个分子的能量约为(取普朗克常量h ＝6.6×10－34 J·s ，真空光速c ＝3×108 m/s ）（ B )A ．10－21 JB ．10－18 JC ．10－15 JD ．10－12 J解析:一个处于极紫外波段的光子所具有的能量E ＝hν＝h 错误!＝6.6×10－34×3×10810－7 J≈10－18 J,选项B 正确。
2．（2017·全国卷Ⅲ，19)在光电效应实验中，分别用频率为νa 、νb 的单色光a 、b 照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为U a 和U b 、光电子的最大初动能分别为E k a 和E k b 。
h 为普朗克常量。
下列说法正确的是（ BC )A ．若νa 〉νb ，则一定有U a 〈U bB ．若νa >νb ，则一定有E k a 〉E k bC ．若U a 〈U b ，则一定有E k a <E k bD ．若νa 〉νb ，则一定有hνa －E k a 〉hνb －E k b解析：光电效应中遏止电压与最大初动能之间的关系为eU ＝E k ,根据光电效应方程可知E k ＝hν－W 0，若 νa 〉νb ,则E k a 〉E k b ,U a 〉U b ,选项A 错误,选项B 正确;若U a 〈U b ，则E k a 〈E k b ,选项C 正确；由光电效应方程可得W0＝hν－E k,则hνa－E k a＝hνb－E k b，选项D错误。
二、非选择题3．（2018·江苏卷,12C)光电效应实验中，用波长为λ0的单色光A照射某金属板时，刚好有光电子从金属表面逸出。
当波长为错误!的单色光B照射该金属板时，光电子的最大初动能为__h错误!__，A、B两种光子的动量之比为__1∶2__。
(已知普朗克常量为h、光速为c）解析：该金属的逸出功W＝hν0＝h错误!波长为错误!的单色光的频率ν＝错误!根据光电效应方程得，光电子的最大初动能E k＝hν－W＝h错误!－h错误!＝错误!根据p＝错误!，得A、B两光子的动量之比错误!＝错误!＝错误!.4．（2016·全国卷Ⅰ,35)现用某一光电管进行光电效应的实验,当用某一频率的光入射时，有光电流产生.下列说法正确的是__ACE__A．保持入射光的频率不变，入射光的光强变大,饱和光电流变大B．入射光的频率变高，饱和光电流变大C．入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大D．保持入射光的光强不变,不断减小入射光的频率，始终有光电流产生E．遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关解析：根据光电效应规律，保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，则饱和光电流变大，选项A正确；由爱因斯坦光电效应方程知，入射光的频率变高，产生的光电子最大初动能变大，而饱和光电流与入射光的频率和光强都有关,选项B错误,C正确；保持入射光的光强不变,不断减小入射光的频率，当入射光的频率小于极限频率时，就不能产生光电效应，没有光电流产生，选项D 错误；遏止电压与产生的光电子的最大初动能有关，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的光强无关,选项E正确.5．（2016·江苏物理,12C)（1）已知光速为c，普朗克常数为h，则频率为ν的光子的动量为__错误!__。
用该频率的光垂直照射平面镜,光被镜面全部垂直反射回去,则光子在反射前后动量改变量的大小为__错误!__。
（2)几种金属的逸出功W0见下表：用一束可见光照射上述金属的表面,请通过计算说明哪些能发生光电效应。
已知该可见光的波长范围为4。
0×10－7～7.6×10－7 m，普朗克常数h＝6。
63×10－34J·s。
答案：(1）错误!错误!（2）钠、钾、铷能发生光电效应解析：（1)频率为ν的光子的动量为p＝错误!＝错误!,光被镜面全部垂直反射回去，则光子在反射前后动量改变量的大小2p＝2hνc。
(2）光子的能量E＝错误!取λ＝4。
0×10－7m，则E≈5。
0×10－19J根据E〉W0判断，钠、钾、铷能发生光电效应。
第十七章学业质量标准检测本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。
满分100分，时间90分钟。
第Ⅰ卷（选择题共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，第1～6小题只有一个选项符合题目要求，第7～10小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分）1．下列各种波属于概率波的是（D）A．声波B．无线电波C．机械波D．物质波解析：任一运动的物体均有一种物质波与之对应，且这种物质波也具有概率波的规律。
概率波与机械波和电磁波的本质不同。
故D正确。
2．（云南玉溪一中2016～2017学年高二下学期期中）下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑体辐射实验规律的是(A)解析：由黑体实验规律知温度越高，辐射越强，且最大强度向波长小的方向移动,A对，B、C、D错。
