2022-2022学年高中物理第2章波和粒子本章优化总结精练含解析沪教版选修3-5.doc

本章优化总结
　光电效应及其规律[学生用书P34]
1．光电效应问题主要有两个方面，一个是关于光电效应现象的判断，另一个是运用光电效应规律及光电效应方程进行的简单计算．解决问题的关键在于对光电效应规律的掌握及对应概念的熟悉程度．
光子
2．光电效应的规律
(1)极限频率ν0，是能使金属发生光电效应的最低频率，这也是判断能否发生光电效应的依据．假设ν≤ν0，无论多强的光照射时，都不能发生光电效应；
(2)最大初动能Ek与入射光的频率和金属的逸出功有关，与光强无关；
(3)饱和光电流与光的强度有关，光强正比于单位时间内照射到金属外表单位面积上的光子数．
3．光电效应方程实质上是能量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跟入射光子的能量hν和逸出功W的关系为hν＝W＋Ekm，这个方程叫做爱因斯坦光电效应方程．
　(1)“光电子的动能〞可以介于0～Ekm的任意值，只有从金属外表逸出的光电子才具有最大初动能，且随入射光频率的增大而增大．
(2)作为能量守恒的一种表达式，可以定性理解方程的意义：hν＝W＋mv2，即入射光子的能量一局部转换为金属的逸出功，剩余局部转化为光电子的动能．
　小明用金属铷为阴极的光电管观测光电效应现象，实验装置示意图如图甲所示．普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s.
(1)图甲中电极A为光电管的________(填“阴极〞或“阳极〞)；
(2)实验中测得铷的遏止电压Uc与入射光频率ν之间的关系如图乙所示，那么铷的截止频率νc＝________Hz，逸出功W0＝________J；
(3)如果实验中入射光的频率ν＝7.00×1014 Hz，那么产生的光电子的最大初动能Ek＝________J.
[解析]　(1)电极A为光电管的阳极．
(2)由Uc－ν图像知，
铷的截止频率为νc＝5.15×1014 Hz.
由W0＝hν0得W0≈3.41×10－19 J.
(3)由光电效应方程得：
Ek＝hν－W0＝6.63×10－34×7.00×1014 J－3.41×10－19 J≈1.23×10－19 J.
[答案]　(1)阳极　(2)5.15×1014　3.41×10－19
(3)1.23×10－19
　光的波粒二象性、物质波和概率波[学生用书P35]
1．光的粒子性并不否认光的波动性．
现在提到的波动性和粒子性与17世纪提出的波动说和粒子说不同．当时的两种学说是相互对立的，都试图用一种观点去说明光的各种“行为〞，并否认对方观点．这是由于受传统观念的影响，这些传统观念是人们观察周围的宏观物体形成的．波动性与粒子性在宏观世界中是相互对立的、矛盾的，但对光子就不同了，光子属于微观粒子，光具有波粒二象性．
2．对于光子这样的微观粒子，只有从波粒二象性的角度出发，才能统一说明光的各种“行为〞．光子说并不否认光的电磁说．依据光子说，光子的能量E＝hν，其中ν表示光的频率，即表示了波的特征，而且从光子说或电磁说推导光子的动量以及光速都得到一致的结论．
3．物质波：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，波长λ＝，人们把这种波叫做物质波．
物质波和光波一样，也属于概率波，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．
　光的波粒二象性在不同情况下的表现不同：
(1)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．
(2)光在传播时表达出波动性，在与其他物质相互作用时表达出粒子性．
　(多项选择)实物粒子和光都具有波粒二象性．以下事实中突出表达波动性的是(　　)
A．电子束通过双缝实验装置后可以形成干预图样
B．β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹
C．人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构
D．人们利用电子显微镜观测物质的微观结构
[解析]　电子束通过双缝产生干预图样，表达的是波动性，A正确；β射线在云室中留下清晰的径迹，不能表达波动性，B错误；衍射表达的是波动性，C正确；电子显微镜利用了电子束波长短的特性，D正确．
[答案]　ACD