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-粤教版高二选修3-5物理学案VIP免费

第二章波粒二象性章末复习课【知识体系】[答案填写]①ν0＝(W0为逸出功)②hν＝mv＋W0③干涉④衍射⑤光电效应⑥康普顿效应⑦λ＝⑧ΔxΔp≥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――→――→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hν＝mv＋W0，这个方程叫爱因斯坦光电效应方程．3．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(×10－19J)7.265.123.663.603.41由一束可见光照射上述金属的表面，请通过计算说明哪些能发生光电效应．已知该可见光的波长的范围为4.0×10－7～7.6×10－6m，普朗克常数h＝6.63×10－34J·s.解析：可见光的最大光子能量E＝h＝6.63×10－34×J≈5.0×10－19J.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eU0＝mv＝hν－W0可知遏制电压的大小不仅与金属有关，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mv＝hν－W0，则钨的光电子的最大初动能较小，故C错误；根据光电效应方程可知，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P＝nhν，式中n表示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I＝Nhν.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λ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.C.D.解析：每个光子的能量E＝hν＝h，激光器在每分钟内发出的能量W＝60P，故激光器每秒发出的光子数为n＝＝＝，C正确．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λ，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p＝h/λ)；(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：FΔt＝n·2p，太阳帆上受到的光压力为F＝＝，故飞船的加速度a＝＝.(2)若太阳帆是黑色的，光子垂直打在太阳帆上不再反射，光子动量的改变为p，太阳帆上受到的光压力为F′＝，故太阳帆的加速度a′＝.答案：(1)(2)主题3波粒二象性1．微观粒子的波动性和粒子性不能理解为宏观概念中的波和粒子．波动性和粒子性是微观粒子的两种固有属性，任何情况下二者都同时存在．2．描述光的性质的基本关系式ε＝hν和p＝中，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或频率ν是描述物质的波动性的典型物理量，它们通过普朗克常量h联系在一起．[典例❸](多选)实物粒子和光都具有...