第十三章 光的波粒二象性光的波动性复习

03
偏振应用
液晶显示、光学通信等。
03
光的粒子性
光子说
总结词
光子说是对光的粒子性的描述，它认为光是由粒子或光子组成。
详细描述
光子说是由爱因斯坦提出的，他认为光是由粒子或光子组成，这些光子以波动 的形式传播，并具有能量和动量。这一理论解释了光的反射、折射和干涉等现 象。
光电效应
总结词
光电效应是指光照射在物质表面时，物质吸收光能并释放出电子的现象。
光的波粒二象性
光的波粒二象性定义
光子能量与频率的关系
光既具有粒子性又具有波动性，即光 是一种波粒二象性的物理量。
光子的能量与其频率成正比，频率越 高，能量越大。这一关系是爱因斯坦 在解释光电效应时提出的。
双缝干涉实验
通过双缝干涉实验可以证明光具有波 动性，当光通过两个小缝隙时，会在 屏幕上形成明暗相间的干涉条纹。
详细描述
双缝干涉实验中，单色光通过两个相距较近的小缝隙后，会在屏幕上形成明暗相间的干涉条纹，这是 波动性光特有的现象。
单缝衍射实验
总结词
进一步证明光具有波动性。
详细描述
单缝衍射实验中，单色光通过狭 窄缝隙后，会在屏幕上形成衍射 图样，表现为明暗相间的条纹， 这是波动性光特有的现象。
光电效应实验
总结词
光学望远镜在天文观测、宇宙探索等 领域发挥着重要作用，为人类认识宇 宙提供了重要信息。
全息摄影技术
全息摄影技术利用光的干涉和衍射现象，能够记录物体的三维信息并实现立体再 现。
全息摄影技术在展示、广告、教育等领域有广泛应用，为人们提供了更加真实和 生动的视觉体验。
05
实验验证
双缝干涉实验
总结词
直接证明光具有波动性。

峙对市爱惜阳光实验学校第十三章第2讲波粒二象性3光电效1．产生条件入射光的频率大于金属的极限频率。

2．光电效规律(1)每种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率才能产生光电效。

(2)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。

(3)光电效的发生几乎是瞬时的，一般不超过10－9 s。

(4)当入射光的频率大于极限频率时，饱和光电流的强度与入射光的强度成正比。

1．对光电效现象的三点说明(1)光电效的实质是光现象转化为电现象。

(2)光电效中的照射光包括可见光和不可见光。

(3)照射光的频率决着是否发生光电效及光电子的最大初动能。

2．对光电子的理解光电子是金属外表受光照射逸出的电子，光电子也是电子，与光子不同，光子的本质是光。

1．用强度和频率都相同的两束紫外线分别照射到两种不同金属的外表上，均可发生光电效，那么以下说法中正确的选项是( )A．两束紫外线光子总能量相同B．从不同的金属外表逸出的光电子的最大初动能相同C．在单位时间内从不同的金属外表逸出的光电子数相同D．从不同的金属外表逸出的光电子的最大初动能不同解析：选ACD 因为紫外线的强度和频率都相同，所以光子总能量相同，A正确；根据光电效方程E k＝hν－W0知，两种金属逸出功不同，所以光电子最大初动能不同，B错误，D正确；由于强度和频率都相同，所以单位时间内从金属外表逸出的光电子数相同，C正确。

光电效方程1．根本物理量(1)光子的能量ε＝hν，其中h＝3×10－34J·s(称为普朗克常量)。

(2)逸出功W0：使电子脱离某种金属所做功的最小值。

(3)最大初动能：发生光电效时，金属外表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。

2．光电效方程光电子的最大初动能E k与入射光光子的能量hν和逸出功W0之间的关系：E k ＝hν－W 0。

1．对光电效规律的解释对规律对规律的产生的解释存在极限频率νc 电子从金属外表逸出，首先必须克服金属原子核的引力做功W0，要使入射光子的能量不小于W0，对的频率νc＝W0h，即极限频率光电子的最大初动能随着入射光频率的增大而增大，与入射光强度无关电子吸收光子能量后，一克服阻碍作用做功，剩余转化为光电子的初动能，只有直接从金属外表飞出的光电子才具有最大初动能，对于确的金属，W0是一的，故光电子的最大初动能只随入射光的频率增大而增大光电效具有瞬时性光照射金属时，电子吸收一个光子的能量后，动能立即增大，不需要能量积累的过程光较强时饱和电流大光较强时，包含的光子数较多，照射金属时产生的光电子较多，因而饱和电流较大图13－2－12．用图象表示光电效方程(1)最大初动能E k与入射光频率ν的关系图线如图13－2－1。

B．a光的频率小，则折射率小，根据v= 知a光在水中传播的速度较大，但在真空中传播速度一样大．故B错误．
C．若用b光照射某金属时不能打出光电子，由于b光的频率大于a光，则用a光照射该金属时，一定不会发生光电效应现象，那么一定打不出光电子．故C正确．
D．只有当频率相同时，才能发生干涉现象．故D错误．
故选C．
D．发生光电效应时，单位时间里照射到金属表面的光子数越多，单位时间内逸出的光电子数越多
【答案】D
【解析】
【详解】
A．普朗克提出了量子化理论，爱因斯坦提出了“光子说”这一科学假说．故A错误；
B．发生光电效应时，从金属表面逸出的光电子速度大小不一定相等，根据爱因斯坦光电效应方程：hν=W+ mv2可知，不同频率的光照射到金属板时，辐射出的光电子的最大初动能不一定相等．故B错误；
A.只能证明光具有波动性，与结论不相符，选项A错误；
B.只能证明光具有粒子性，与结论不相符，选项B错误；
C.只能证明光能够发生衍射，与结论不相符，选项C错误；
D.证明光具有波粒二象性，与结论相符，选项D正确；
4．（5分）用a、b两束单色光分别照射同一双缝干涉装置，在距双缝恒定距离的屏上得到图示的干涉图样，其中甲图是a光照射时形成的，乙图是b光照射时形成的．则关于a、b两束单色光，下述正确的是（ ）
C、用 光照射锌板发生了光电效应，由单色光 的频率小于单色光 的频率和光电效应方程 可知用 光照射锌板不一定能发生光电效应，故选项C错误；
5．（5分）人眼对绿光最为敏感，正常人的眼睛接收到波长为530nm的绿光时，只要所接收到的功率不低于2.3×10－18W，眼睛就能察觉。已知普朗克常量为6.63×10－34J·s，光速为3×108m/s，人眼能察觉到绿光时，每秒至少接收到的绿光光子数为

第2讲光电效应波粒二象性一、普朗克能量子假说黑体与黑体辐射1．黑体与黑体辐射（1)黑体:如果某种物质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．(2）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．2．普朗克能量子假说当带电微粒辐射或吸收能量时,是以最小能量值为单位一份一份地辐射或吸收的，这个最小能量值ε叫做能量子．ε＝hν。

二、光电效应及其规律1．光电效应现象在光的照射下,金属中的电子从表面逸出的现象，发射出来的电子叫光电子．2．光电效应的产生条件入射光的频率大于等于金属的极限频率．3．光电效应规律(1)每种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于等于这个极限频率才能产生光电效应．(2)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．(3)光电效应的发生几乎是瞬时的，一般不超过10－9 s.(4）当入射光的频率大于等于极限频率时,饱和光电流的大小与入射光的强度成正比．4．爱因斯坦光电效应方程(1)光子说:光的能量不是连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子,光子的能量ε＝hν。

(2)逸出功W0:电子从金属中逸出所需做功的最小值．(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．(4）光电效应方程①表达式：hν＝E k＋W0或E k＝hν－W0。

②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．三、光的波粒二象性物质波1．光的波粒二象性(1)波动性:光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有波动性．(2）粒子性：光电效应、康普顿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．2．物质波（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λ＝错误!，p为运动物体的动量，h为普朗克常量．1．判断下列说法是否正确．(1)任何频率的光照射到金属表面都可以发生光电效应．(×)(2)要使某金属发生光电效应,入射光子的能量必须大于金属的逸出功．(√）(3）光电子的最大初动能与入射光子的频率成正比．（×）（4）光的频率越高，光的粒子性越明显,但仍具有波动性．（√）(5）德国物理学家普朗克提出了量子假说，成功地解释了光电效应规律．(×）（6）美国物理学家康普顿发现了康普顿效应，证实了光的粒子性．(√)(7）法国物理学家德布罗意大胆预言了实物粒子具有波动性．(√）2．（多选）如图1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（)图1A．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BC3．（多选)在光电效应实验中，用频率为ν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．增大入射光的强度，光电流增大B．减小入射光的强度，光电效应现象消失C．改用频率小于ν的光照射，一定不发生光电效应D．改用频率大于ν的光照射,光电子的最大初动能变大答案AD解析增大入射光强度,单位时间内照射到单位面积的光子数增加，则光电流将增大，故选项A正确；光电效应是否发生取决于入射光的频率，而与入射光强度无关，故选项B错误．用频率为ν的光照射光电管阴极，发生光电效应，用频率较小的光照射时,若光的频率仍大于等于极限频率，则仍会发生光电效应,选项C错误；根据hν－W逸＝错误!mv2可知,增加入射光频率，光电子的最大初动能增大，故选项D正确．4．有关光的本性，下列说法正确的是(）A．光既具有波动性，又具有粒子性，两种性质是不相容的B．光的波动性类似于机械波，光的粒子性类似于质点C．大量光子才具有波动性，个别光子只具有粒子性D．由于光既具有波动性，又具有粒子性,无法只用其中一种性质去说明光的一切行为，只能认为光具有波粒二象性答案D5．黑体辐射的规律如图2所示，从中可以看出，随着温度的降低，各种波长的辐射强度都________（填“增大”“减小"或“不变)，辐射强度的极大值向波长________（填“较长"或“较短”）的方向移动．图2答案减少较长解析由题图可知,随着温度的降低，相同波长的光辐射强度都会减小;同时最大辐射强度向右侧移动,即向波长较长的方向移动。