2019高中物理 第二章 波粒二象性章末复习课学案 粤教版选修3-5.doc
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1、1第二章第二章 波粒二象性波粒二象性章末复习课【知识体系】波粒二象性光电效应光电效应与光电流 光电流的变化 极限频率 遏止电压)光子光电效应方程 能量量子假说 光子假说 对光电效应的解释) 康普顿效应 及其解释康普顿效应的发现 对康普顿效应的正确解释)光的波粒 二象性光的波粒二象性本质波动性光的 光的 光是电磁波)粒子性)概率波)德布罗意波德布罗意波假说 电子衍射 电子云 不确定关系)答案填写 0(W0为逸出功) hmvW0 干涉 衍射 光W0 h1 22max电效应 康普顿效应 xph ph 4主题 1 光电效应1光电效应现象的判断光电流的大小每秒入射的光子数取决于取决于入射光 的强度Err
2、or!取决于入射光的频率和 金属的逸出功2光电效应方程光电效应方程的实质是能量的转化和守恒定律在光电效应现象中的反映,根据能量守恒定律,光电子的最大初动能与入射光子的能量和逸出功的关系为hmvW0,这1 22max个方程叫爱因斯坦光电效应方程23光子被吸收的情况光电效应中,光子与金属中的电子作用,光子整个被吸收,且电子一般一次只能吸收一个光子;康普顿效应中,光子与晶体中的自由电子发生碰撞,电子只能吸收光子的部分能量【典例 1】 (2016江苏卷)几种金属的逸出功W0见下表:金属钨钙钠钾鉫W0(1019 J)7.265.123.663.603.41由一束可见光照射上述金属的表面,请通过计算说明哪
3、些能发生光电效应已知该可见光的波长的范围为 4.01077.6106 m,普朗克常数h6.631034 Js.解析:可见光的最大光子能量Eh6.631034 J5.01019 J.c 3 108 4 107可见光子能量大于钠、钾、铷的逸出功,可以使钠、钾、铷发生光电效应答案:可以使钠、钾、铷发生光电效应针对训练1下表中列出了几种金属的逸出功,关于光电效应现象以下说法正确的是( )金属钨钙钠钾铷W0/eV4.543.202.292.252.13A.某种光能使铷发生光电效应,则该光也能使其他四种金属发生光电效应B遏制电压的大小不仅与金属有关,还与入射光频率有关C若某种光能使钨和钠都发生光电效应,则
4、钨的光电子的最大初动能较大D用强度相同、频率不同的光照射钾,光电子的最大初动能相同解析:铷的逸出功最小,某种光能使铷发生光电效应,但不一定能使其他四种金属发生光电效应,故 A 错误;根据eU0mvhW0 可知遏制电压的大小不仅与金属有关,1 22m还与入射光频率有关,故 B 正确;钨的逸出功大于钠的逸出功,则若某种光能使钨和钠都发生光电效应,根据mvhW0,则钨的光电子的最大初动能较小,故 C 错误;根据1 22m光电效应方程可知,用强度相同、频率不同的光照射钾,光电子的最大初动能不相同,故D 错误答案:B主题 2 光源功率与光强度的区别与联系根据爱因斯坦的光子说,光源的功率和光的强度,是两个
5、不同的概念(1)光源的功率(P)光源每单位时间内辐射光子的能量,即Pnh,式中n表示3光源单位时间内辐射的光子数(2)光的强度(I)在单位时间内垂直通过单位面积的光子的总能量,即INh.式中N表示单位时间垂直通过单位面积的光子数(3)在入射光频率不变的情况下,光强正比于单位时间内照射到金属表面上单位面积的光子数,但若换用不同频率的光照时,即使光强相同,单位时间内照射到金属表面单位面积的光子数也不同【典例 2】 某激光器能发射波长为的激光,发射功率为P,c表示光速,h表示普朗克常量,则激光器每分钟发射的光子数为( )A. B.P hchP cC. D.60P hc60hP c解析:每个光子的能量
6、Ehh,激光器在每分钟内发出的能量W60P,故激光c 器每秒发出的光子数为n ,C 正确W E60Phc 60P hc答案:C针对训练2科学家设想未来的宇航事业中利用太阳帆来加速星际飞船,设该飞船所在地每秒内单位面积上的光子数为n,光子的平均波长为,太阳帆面积为S,反射率为 100%,假定太阳垂直射到太阳帆上,飞船的总质量为m.(1)求飞船加速度的表达式(光子动量ph/);(2)若太阳帆是黑色的,飞船的加速度为多少?解析:(1)光子垂直打在太阳帆上再反射,动量的改变量为 2p,根据动量定理得:Ftn2p,太阳帆上受到的光压力为F,故飞船的加速度a .2nSht t2nSh F m2nSh m(
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