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章末核心素养提升
波粒二象性
一、光电效应的实验规律和光电效应方程的综合问题(思想方法)
1.爱因斯坦光电效应方程hν＝W＋mv2
W表示金属的逸出功，νc表示金属的极限频率，则W＝hνc。
2.以频率为纽带，利用能量守恒的思想分析光电效应与氢原子能级跃迁综合问题。
例1 图甲为某实验小组探究光电效应规律的实验装置，用a、b、c三束单色光分别照射同一光电管，得到光电流与对应电压之间的关系图像如图乙所示，下列判断正确的是(　　)
A.单色光的强度Ia>Ib>Ic
B.单色光的频率νa>νb>νc
C.逸出光电子的最大初动能Eka>Ekb>Ekc
D.从开始照射到产生光电流的时间ta>tb>tc
总结提升
物理量 求解方法
最大初动能Ek(mv2) Ek＝mv2＝hν－W，ν＝
遏止电压Uc eUc＝mv2、hν＝W＋mv2 Uc＝
极限频率νc νc＝
训练1 (2024·山东日照高二期末)美国物理学家密立根从1907年开始以精湛的技术测量光电效应中几个重要的物理量。在一次实验中得到的某金属遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图线如图所示，已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，e＝1.6×10－19C，几种金属的逸出功如下表所示。根据提供的信息可以判断实验中所用的金属是(　　)
金属 逸出功(eV)
钨 4.54
钙 3.20
钠 2.29
铷 2.13
A.钨 B.钙
C.铷 D.钠
二、对波粒二象性的理解
1.光的波粒二象性
(1)光的干涉、衍射、偏振现象说明光具有波动性，光电效应现象、康普顿效应则证明光具有粒子性，因此，光具有波粒二象性。对于光子这样的微观粒子只有从波粒二象性出发，才能统一说明光的各种行为。
(2)大量光子产生的效果显示出光的波动性，少数光子产生的效果显示出粒子性，且随着光的频率的增大，波动性越来越不显著，而粒子性却越来越显著。
2.运动着的实物粒子(如电子、质子等)都有一种波与之对应(物质波的波长λ＝，频率ν＝)。
3.物质波与光波一样都属于概率波。概率波的实质是指粒子在空间分布的概率是受波动规律支配的。
例2 (多选)现代物理学认为，光和实物粒子都具有波粒二象性，下列事实中突出体现波动性的是(　　)
A.一定频率的光照射到锌板上，光的强度越大，单位时间内锌板上发射的光电子就越多
B.肥皂液是无色的，吹出的肥皂泡却是彩色的
C.质量为10－3 kg、速度为10－2 m/s的小球，其德布罗意波长约为10－23 m，不过我们能清晰地观测到小球运动的轨迹
D.人们常利用热中子研究晶体的结构，因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距大致相同
听课笔记　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
训练2 (2024·江苏泰州市期末)波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法错误的是(　　)
A.光电效应现象揭示了光的波动性
B.电子束的衍射实验说明电子具有波动性
C.普朗克首先提出了能量子假说
D.动能相等的质子和电子，电子的物质波波长长
章末核心素养提升
知识网络构建
极限频率　瞬时性　波粒二象性　衍射　
核心素养提升
例1 A　[由乙图可知，在电压相同时，a的光强最大，其次是b的光强，最后是c的光强，故A正确；由Ekm＝eUc知，光电子的最大初动能与遏止电压成正比，所以Ekb>Eka＝Ekc，故C错误；由爱因斯坦的光电效应方程可得单色光的频率越大，光电子的最大初动能越大，且遏止电压与光电子的最大初动能成正比，所以遏止电压越大，频率越大，应是νb >νa ＝νc，故B错误；光电效应的发生不需要时间，光电流是瞬间产生的，所以三束入射光的光电流发生的时间是相等的，故D错误。]
训练1 D　[根据爱因斯坦光电效应方程hν＝W＋mv2，遏止电压与最大初动能关系为eUc＝mv2，可得Uc＝－，当遏止电压为零时，入射光的能量等于逸出功，由图像可知，当Uc＝0时，有ν＝5.52×1014Hz，逸出功为W＝hν＝ eV≈2.29 eV，故D正确。]
例2 BD　[光电效应说明光有粒子性，A错误；白光在肥皂泡上发生薄膜干涉时，会出现彩色条纹，光的干涉现象说明了光有波动性，B正确；由于实物的波长很小，波动性不明显，表现为粒子性，C错误；用热中子研究晶体结构，其实是通过中子的衍射来“观察”晶体的，是利用中子的波动性，D正确。]
训练2 A　[光电效应现象揭示了光的粒子性，A错误；电子束的衍射实验说明电子具有波动性，B正确；普朗克首先提出了能量子假说，C正确；若质子和电子动能相等，根据p＝知电子的动量小，又根据λ＝知电子的物质波波长比质子的长，D正确。](共16张PPT)
章末核心素养提升
第6章 波粒二象性
目 录
CONTENTS
知识网络构建
01
核心素养提升
02
知识网络构建
1
极限频率
瞬时性
波粒二象性
衍射
核心素养提升
2
一、光电效应的实验规律和光电效应方程的综合问题(思想方法)
A
例1 图甲为某实验小组探究光电效应规律的实验装置，用a、b、c三束单色光分别照射同一光电管，得到光电流与对应电压之间的关系图像如图乙所示，下列判断正确的是(　　)
A.单色光的强度Ia>Ib>Ic
B.单色光的频率νa>νb>νc
C.逸出光电子的最大初动能Eka>Ekb>Ekc
D.从开始照射到产生光电流的时间ta>tb>tc
解析　由乙图可知，在电压相同时，a的光强最大，其次是b的光强，最后是c的光强，故A正确；由Ekm＝eUc知，光电子的最大初动能与遏止电压成正比，所以Ekb>Eka＝Ekc，故C错误；由爱因斯坦的光电效应方程可得单色光的频率越大，光电子的最大初动能越大，且遏止电压与光电子的最大初动能成正比，所以遏止电压越大，频率越大，应是νb >νa ＝νc，故B错误；光电效应的发生不需要时间，光电流是瞬间产生的，所以三束入射光的光电流发生的时间是相等的，故D错误。
总结提升
D
训练1 (2024·山东日照高二期末)美国物理学家密立根从1907年开始以精湛的技术测量光电效应中几个重要的物理量。在一次实验中得到的某金属遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图线如图所示，已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，e＝1.6×10－19C，几种金属的逸出功如下表所示。根据提供的信息可以判断实验中所用的金属是(　　)
金属 逸出功(eV)
钨 4.54
钙 3.20
钠 2.29
铷 2.13
A.钨 B.钙 C.铷 D.钠
二、对波粒二象性的理解
1.光的波粒二象性
(1)光的干涉、衍射、偏振现象说明光具有波动性，光电效应现象、康普顿效应则证明光具有粒子性，因此，光具有波粒二象性。对于光子这样的微观粒子只有从波粒二象性出发，才能统一说明光的各种行为。
(2)大量光子产生的效果显示出光的波动性，少数光子产生的效果显示出粒子性，且随着光的频率的增大，波动性越来越不显著，而粒子性却越来越显著。
BD
例2 (多选)现代物理学认为，光和实物粒子都具有波粒二象性，下列事实中突出体现波动性的是(　　)
A.一定频率的光照射到锌板上，光的强度越大，单位时间内锌板上发射的光电子就越多
B.肥皂液是无色的，吹出的肥皂泡却是彩色的
C.质量为10－3 kg、速度为10－2 m/s的小球，其德布罗意波长约为10－23 m，不过我们能清晰地观测到小球运动的轨迹
D.人们常利用热中子研究晶体的结构，因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距大致相同
解析　光电效应说明光有粒子性，A错误；白光在肥皂泡上发生薄膜干涉时，会出现彩色条纹，光的干涉现象说明了光有波动性，B正确；由于实物的波长很小，波动性不明显，表现为粒子性，C错误；用热中子研究晶体结构，其实是通过中子的衍射来“观察”晶体的，是利用中子的波动性，D正确。
A
训练2 (2024·江苏泰州市期末)波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法错误的是(　　)
A.光电效应现象揭示了光的波动性
B.电子束的衍射实验说明电子具有波动性
C.普朗克首先提出了能量子假说
D.动能相等的质子和电子，电子的物质波波长长

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