目錄

光電效應(yīng)、波粒二象性..........................................................................1

考點(diǎn)一能量的量子化......................................................................1

題型1：黑體與黑體輻射................................................................2

題型2：黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律............................................................2

題型3：能量子、普拉克常量............................................................2

考點(diǎn)二光電效應(yīng)..........................................................................3

題型1：光電效應(yīng)現(xiàn)象..................................................................6

題型2：光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律............................................................6

題型3：光電效應(yīng)方程與光子的能量......................................................7

題型4：光電效應(yīng)的圖像問題............................................................7

考點(diǎn)三康普頓效應(yīng).......................................................................11

題型1：光子的動(dòng)量....................................................................11

題型2：康普頓效應(yīng)的現(xiàn)象及解釋.......................................................11

考點(diǎn)四物質(zhì)波............................................................................12

題型1：光的波粒二象性...............................................................12

題型2：粒子的波動(dòng)性、德布羅意波.....................................................13

鞏固訓(xùn)練?提升能力.......................................................................14

光電效應(yīng)■波粒二象性

考點(diǎn)一能量的量子化

1.熱輻射

(1)定義：我們周圍的一切物體都在輻射電磁波，這種輻射與物體的溫度有關(guān)，所以叫作熱輻射。

(2)特點(diǎn)：輻射強(qiáng)度按波長的分布情況隨物體的溫度而有所不同。

2.黑體、黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律

(1)黑體：能夠完全吸收入射的各種波長的電磁波而不發(fā)生反射的物體。

(2)黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律

①對(duì)于一般材料的物體，輻射電磁波的情況除與溫度有關(guān)外，還與材料的種類及表面狀況有關(guān)。

②黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布只與黑體的溫度有關(guān)。隨著溫度的升高，一方面，各種波長的

輻射強(qiáng)度都有增加，另一方面，輻射強(qiáng)度的極大值向波長較短的方向移動(dòng)，如圖所示。

［輻射強(qiáng)度

個(gè)700K

/kV1500K

024A/jim

3.能量子

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（1）定義：普朗克認(rèn)為，振動(dòng)著的帶電微粒的能量只能是某一最小能量值￡的整數(shù)倍，這個(gè)不可再分的

最小能量值￡叫作能量子。

（2）能量子大?。骸?,其中v是帶電微粒吸收或輻射電磁波的頻率，〃稱為普朗克常量，/i=6.626xl0-

34

J-s（一般取%=6.63x10-34J.s）o

覽型1：黑體與黑體有

1.（單選）關(guān)于黑體輻射，下列說法正確的是（）

A.溫度太低的物體不會(huì)輻射電磁波

B.黑體不會(huì)輻射電磁波

C.愛因斯坦通過提出的能量子假說，很好地解釋了黑體輻射規(guī)律

D.黑體輻射的能量是不連續(xù)的，只能是某一最小能量值的整數(shù)倍

題型2:黑體球時(shí)的實(shí)狗趣律

2.（多選）關(guān)于黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律如圖所示，下列說法正確的是（）

。24波長/pjn

A.黑體能夠完全吸收照射到它上面的光波

B.隨著溫度的降低，各種波長的光輻射強(qiáng)度都有所增加

C.隨著溫度的升高，輻射強(qiáng)度極大值向波長較長的方向移動(dòng)

D.黑體輻射的強(qiáng)度只與它的溫度有關(guān)，與形狀和黑體材料無關(guān)

款量3:健量子、普拉克常?

3.某廣播電臺(tái)發(fā)射功率為20kW、在空氣中波長為198.9爪的電磁波，電磁波在空中傳播的速率為

3X108m/s,普朗克常量6.63X10-34J-s。（計(jì)算結(jié)果均保留一位有效數(shù)字）求:

（1）電磁波的能量子￡的值；

（2）該電臺(tái)每秒鐘從天線發(fā)射的能量子個(gè)數(shù)。

4.（多選）下列說法正確的是（）

A.黑體都是黑色的

B.我們周圍的一切物體都在輻射電磁波，這種輻射與溫度有關(guān)

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C.普朗克的能量子假設(shè)認(rèn)為能量只能是某一最小能量值的整數(shù)倍

D.能量的耗散表明，能源在利用過程中能量在數(shù)量上減少了

5.(單選)關(guān)于熱輻射，下列說法中正確的是()

A.一般物體的熱輻射強(qiáng)度只與物體的溫度有關(guān)

B.黑體只吸收電磁波，不反射電磁波，所以黑體一定是黑的

C.一定溫度下，黑體輻射強(qiáng)度隨波長的分布有一個(gè)極大值

D.溫度升高時(shí)，黑體輻射強(qiáng)度的極大值向波長增大的方向移動(dòng)

考點(diǎn)二光電效應(yīng)

1.光電效應(yīng)

照射到金屬表面的光，能使金屬中的電子從表面逸出的現(xiàn)象。

2.光電子

光電效應(yīng)中從金屬表面逸出的電子。

3、光電效應(yīng)的產(chǎn)生條件

入射光的頻率大于金屬的極限頻率。

4.光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律

(1)存在截止頻率：當(dāng)入射光的頻率低于截止頻率時(shí)不發(fā)生光電效應(yīng)。不同金屬的截止頻率不同，即截

止頻率與金屬自身的性質(zhì)有關(guān)。

(2)存在飽和電流：在光照條件不變的情況下，隨著所加電壓的增大，光電流趨于一個(gè)飽和值，即在一

定的光照條件下，單位時(shí)間陰極K發(fā)射的光電子的數(shù)目是一定的。實(shí)驗(yàn)表明，光的頻率一定時(shí)，入射

光越強(qiáng)，飽和電流越大，單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)越多。

(3)存在遏止電壓：使光電流減小到0的反向電壓G稱為遏止電壓。遏止電壓的存在意味著光電子的

初動(dòng)能有最大值，Ekm=；〃2e4=eUc，稱為光電子的最大初動(dòng)能。實(shí)驗(yàn)表明，遏止電壓(或光電子的最

大初動(dòng)能)與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，只隨入射光頻率的增大而增大。

(4)光電效應(yīng)具有瞬時(shí)性：當(dāng)入射光的頻率超過截止頻率外時(shí)，無論入射光怎樣微弱，光電效應(yīng)幾乎是

瞬時(shí)發(fā)生的。

5.愛因斯坦光電效應(yīng)方程

(1)光子說：光本身就是由一個(gè)個(gè)不可分割的能量子組成的，頻率為v的光的能量為，其中〃=

6.63x10-34j.s(稱為普朗克常量)。這些能量子后來稱為光子。

(2)逸出功取)

要使電子脫離某種金屬，需要外界對(duì)它做功，做功的最小值叫作這種金屬的逸出功。

(3)光電子的最大初動(dòng)能反

在光電效應(yīng)中，金屬中的電子吸收光子后，除了要克服金屬的逸出功外，有時(shí)還要克服原子的其他

束縛而做功，這時(shí)光電子的初動(dòng)能就比較?。划?dāng)逸出過程只克服金屬的逸出功而逸出時(shí)，光電子的初

動(dòng)能稱為最大初動(dòng)能。

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(4)表達(dá)式：Ek=hv—W0o

(5)物理意義：金屬表面的電子吸收一個(gè)光子獲得的能量是/zv,在這些能量中，一部分大小為％的

能量被電子用來脫離金屬，剩下的是逸出后電子的最大初動(dòng)能反=總

6.對(duì)光電效應(yīng)規(guī)律的解釋

對(duì)應(yīng)規(guī)律對(duì)規(guī)律的解釋

電子從金屬表面逸出，必須克服金屬的逸出功WQ,則入射光子的

存在截止頻率%

能量不能小于怖，對(duì)應(yīng)的頻率必須不小于％=，即截止頻率

電子吸收光子能量后，一部分用來克服金屬的逸出功，剩余部分

光電子的最大初動(dòng)能隨著入射光

表現(xiàn)為光電子的初動(dòng)能，只有直接從金屬表面飛出的光電子才具

頻率的增大而增大，與入射光的

有最大初動(dòng)能。對(duì)于確定的金屬，Wo是一定的，故光電子的最大

強(qiáng)度無關(guān)

初動(dòng)能只隨入射光頻率的增大而增大，和光強(qiáng)無關(guān)

光照射金屬時(shí)，電子一次性吸收光子的全部能量，不需要積累能

光電效應(yīng)具有瞬時(shí)性

量的時(shí)間

對(duì)于同種頻率的光，光較強(qiáng)時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)照射到金屬表面的光

光較強(qiáng)時(shí)飽和電流較大

子數(shù)較多，照射金屬時(shí)產(chǎn)生的光電子較多，因而飽和電流較大

國鍵能就規(guī)律責(zé)淘

1.與光電效應(yīng)有關(guān)的五組概念對(duì)比

(1)光子與光電子：光子指光在空間傳播時(shí)的每一份能量，光子不帶電；光電子是金屬表面受到光照射

時(shí)發(fā)射出來的電子，其本質(zhì)是電子。光子是光電效應(yīng)的因，光電子是果。

(2)光電子的初動(dòng)能與光電子的最大初動(dòng)能：光照射到金屬表面時(shí)，電子吸收光子的全部能量，可能向

各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，需克服原子核和其他原子的阻礙而損失一部分能量，剩余部分為光電子的初動(dòng)能；只

有金屬表面的電子直接向外飛出，只需克服原子核的引力做功的情況，光電子才具有最大初動(dòng)能。光

電子的初動(dòng)能小于或等于光電子的最大初動(dòng)能。

(3)光電流與飽和光電流：金屬板飛出的光電子到達(dá)陽極，回路中便產(chǎn)生光電流，隨著所加正向電壓的

增大，光電流趨于一個(gè)飽和值，這個(gè)飽和值是飽和光電流。在一定的光照條件下，飽和光電流與所加

電壓大小無關(guān)。

(4)入射光的強(qiáng)度與光子的能量：入射光的強(qiáng)度指單位時(shí)間內(nèi)照射到金屬表面單位面積上的總能量，即

I=nhv,n是單位時(shí)間照射到單位面積上頻率為v的單色光的光子數(shù)。

(5)光的強(qiáng)度與飽和光電流：飽和光電流隨入射光的強(qiáng)度增大而增大的規(guī)律是對(duì)頻率相同的光照射金屬

產(chǎn)生光電效應(yīng)而言的，對(duì)于不同頻率的光，由于每個(gè)光子的能量不同，飽和光電流與入射光的強(qiáng)度之

間沒有簡單的正比關(guān)系。

2.四點(diǎn)提醒

(1)能否發(fā)生光電效應(yīng)，不取決于光的強(qiáng)度而取決于光的頻率。

(2)光電效應(yīng)中的“光”不是特指可見光，也包括不可見光。

(3)逸出功的大小由金屬本身決定，與入射光無關(guān)。

(4)光電子不是光子，而是電子。

3.三個(gè)關(guān)系式

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(1)愛因斯坦光電效應(yīng)方程：Ek=hv-W0o

(2)光電子最大初動(dòng)能與遏止電壓的關(guān)系：Ek=eUc。

(3)逸出功與極限頻率的關(guān)系：W0=hvc.

4.兩條對(duì)應(yīng)關(guān)系

(1)光強(qiáng)大(頻率一定時(shí))一光子數(shù)目多一發(fā)射光電子多一飽和光電流大。

(2)光子頻率高一光子能量大一光電子的最大初動(dòng)能大。

5.光電管上加正向與反向電壓情況分析

①尸右移時(shí)，參與導(dǎo)電的光電子數(shù)增加；

②尸移到某一位置時(shí)，所有逸出的光電子恰好都參與了導(dǎo)電，光電流恰好達(dá)到最

大值；

t-----(③尸再右移時(shí)，光電流不再增大

正向電壓

①尸右移時(shí)，參與導(dǎo)電的光電子數(shù)減少；

②尸移到某一位置時(shí)，所有逸出的光電子恰好都不參與導(dǎo)電，光電流恰好為0,此

時(shí)光電管兩端加的電壓為遏止電壓；

③尸再右移時(shí)，光電流始終為0

反向電壓

6.光電效應(yīng)的圖像分析

由圖線可直接(或

圖像名稱圖線形狀

間接)得到的物理量

①極限頻率％：圖線與V軸交點(diǎn)的橫

(------;坐標(biāo)；

光電子的最大初動(dòng)能區(qū)與入射光

②逸出功M：圖線與反軸交點(diǎn)的縱

的頻率V的關(guān)系圖線

坐標(biāo)的絕對(duì)值，W0=\~E\=E；

5③普朗克常量加圖線的斜率左=力

①遏止電壓圖線與橫軸的交點(diǎn)

??…N-------強(qiáng)光(黃)

顏色相同、強(qiáng)度不同的光，光電流17^弱光(黃)的橫坐標(biāo)的值；

與電壓的關(guān)系圖線②飽和電流/m：光電流的最大值；

)U③最大初動(dòng)能：Ek=eU0

)一黃光①遏止電壓&1、&2；

顏色不同、強(qiáng)度相同的光，光電流

_--------藍(lán)光②飽和電流；

與電壓的關(guān)系圖線

③最大初動(dòng)能Eia=eUci，Ek2=eUc2

U

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①極限頻率％:圖線與橫軸交點(diǎn)的橫

坐標(biāo)

②遏止電壓q：隨入射光頻率的增

大而增大

遏止電壓q與入射光的頻率v的③普朗克常量等于圖線的斜率與

關(guān)系圖線電子電荷量的乘積，即/i=%e

0④逸出功Wo：圖線與&軸交點(diǎn)的縱

坐標(biāo)的絕對(duì)值與電荷量的乘積，即

Wo=eUm（注：此時(shí)兩極之間接反向

電壓）

【例題歌折場點(diǎn)題型|

腰里1：光電效應(yīng)現(xiàn)敏

6.（單選）在"科學(xué)腦洞反應(yīng)堆"視頻中實(shí)驗(yàn)人員拿橡膠氣球在頭發(fā)上摩擦后接觸類似靜電計(jì)的裝置使之帶

電（圖1）,然后用可見光照射連接在該裝置頂端的金屬片（圖2）,靜電計(jì)張角無變化，增加照射光的強(qiáng)度后

靜電計(jì)張角仍無變化（圖3）,換用短波紫外光照射時(shí)靜電計(jì)張角明顯變?。▓D4）,說明金屬片發(fā)生了光電效

應(yīng)。下列說法正確的是（）

圖I圖2圖3圖4

A.氣球接觸金屬片后金屬片帶正電

B.光電效應(yīng)能否發(fā)生與照射光的強(qiáng)度有關(guān)

C.短波紫外光的頻率高于金屬片的極限頻率

D.若用紅外線照射金屬片也可以發(fā)生光電效應(yīng)

觀里2:光電效應(yīng)的實(shí)瞼理律

7.（單選）如圖所示為研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)電路圖，用某種單色光照射光電管電極K,開始時(shí)，電壓表的

示數(shù)為0（中央。刻度），電流表的示數(shù)不為0,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P,下列說法正確的是（）

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光束

A.滑片P向左移，電流表示數(shù)一直增大

B.滑片P向左移，電壓表示數(shù)減小，向右移電壓表示數(shù)增大

C.滑片P向右移，到達(dá)4極板的電子最大動(dòng)能增大

D.滑片P向右移，電壓表的示數(shù)變大，電流表的示數(shù)可能減小至零

對(duì)光電效應(yīng)的幾點(diǎn)提醒

(1)光的頻率決定光子的能量，￡=hv。

(2)光的強(qiáng)度是指單位時(shí)間光照射到單位面積上的能量，即I=nhv,所以單位時(shí)間照射到單位面積上的光子

數(shù)由光強(qiáng)和光的頻率共同決定。

(3)光電子逸出后的最大初動(dòng)能由光子的頻率和逸出功共同決定。

(4)由Ek=hv—Wo求出的是光電子的最大初動(dòng)能，金屬內(nèi)部逸出的光電子的動(dòng)能小于這個(gè)值，而且光電子

的射出方向是隨機(jī)的，不一定都能到達(dá)陽極。

(5)每秒逸出的光電子數(shù)決定著飽和光電流的大小，而不是光電流的大小。

曾型3:光電逋應(yīng)方程與光子的址?

8.(多選)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，分別用頻率為玲、%的單色光a、b照射到同種金屬上，測得相應(yīng)的遏止電

壓分別為4和4、光電子的最大初動(dòng)能分別為和為普朗克常量.下列說法正確的是()

A.若V。>Vb,則一定有4<Ub

B.若%>Vb,則一定有&a>Ekb

C.若Ua<Ub,則一定有<Ekb

D.若Va>vb,則一定有h%-Eka>hvb-Ekb

題型4:光電效應(yīng)的圖像問顆

9.(單選)采用如圖甲所示電路來研究光電效應(yīng)規(guī)律，現(xiàn)分別用a、b兩束單色光照射同一光電管，得到光

電流/與光電管兩極間所加電壓U的關(guān)系圖像如圖乙所示。下列說法正確的是()

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光束窗口

甲乙

A.若直流電源右端為正極，將滑動(dòng)變阻器滑片向右滑動(dòng)，則電流表示數(shù)不斷增大

B.若直流電源左端為正極，將滑動(dòng)變阻器滑片向右滑動(dòng)，則電流表示數(shù)不斷增大

C.若匕光能使某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，貝必光一定也可以

D.若a光能使某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，則6光一定也可以

10.（單選）用圖示裝置研究光電效應(yīng)的規(guī)律，V為入射光的頻率，4為遏止電壓，/為電流表示數(shù)，U為

電壓表示數(shù).下列反映光電效應(yīng)規(guī)律的圖像可能正確的是（）

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解決光電效應(yīng)圖像問題的幾個(gè)關(guān)系式

⑴光電效應(yīng)方程：Ek=hv-W0.

（2）發(fā)生光電效應(yīng)的臨界條件：耳=0,%=手。

（3）反向遏止電壓與光電子的最大初動(dòng)能和入射光頻率的關(guān)系：一eUc=。-Ek，+。

11.（單選）圖甲為氫原子的能級(jí)圖，大量處于Ji=4激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，發(fā)出頻率不同的光

子，其中只有兩種頻率的光可使圖乙中的光電管陰極K發(fā)生光電效應(yīng)?，F(xiàn)分別用這兩種頻率的光a、6照射

該光電管陰極K,測得光電流隨電壓變化的關(guān)系如圖丙所示，陰極K金屬材料的逸出功為10.75el/。下列說

法正確的是（）

“EleV

8

40

3-0.85

2-1.51

-3.4

-----------13.6

甲

A.這些氫原子躍遷時(shí)共發(fā)出5種頻率的光

B.氫原子躍遷時(shí)發(fā)出a光的頻率大于6光的頻率

C.用b光照射光電管陰極K時(shí)，遏止電壓為2V

D.處于ri=2能級(jí)的氫原子可能會(huì)被a光照射金屬材料產(chǎn)生的光電子碰撞而電離

12.（多選）如圖所示為一種光電效應(yīng)演示儀，光電管與電流計(jì)、電源相連，其入射光的波長與光強(qiáng)可以

通過光調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)。逐漸調(diào)節(jié)照射到金屬板M的入射光波長，當(dāng)波長為及時(shí)，電流計(jì)的示數(shù)剛好為零，此

時(shí)將電源正負(fù)極對(duì)調(diào)，電流計(jì)示數(shù)不為零，再逐漸調(diào)節(jié)入射光照的波長至右，電流計(jì)的示數(shù)恰好變成零。

已知電源路端電壓為U,不考慮電流計(jì)內(nèi)阻，元電荷為e,真空中光速為c,貝（|（）

^~<3^

電源電流計(jì)

A.%V%

B?可求得普朗克常量”=等

C.當(dāng)光的波長為%時(shí)，僅增大光的波長，電流計(jì)示數(shù)將不為零

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D.當(dāng)光的波長為小時(shí)，僅增大光的強(qiáng)度，電流計(jì)示數(shù)將不為零

13.（單選）用如圖所示的裝置做光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，閉合開關(guān)S,用一發(fā)光功率為P的激光光源照射金屬K,

移動(dòng)變阻器的滑片，當(dāng)電壓表的示數(shù)為u時(shí)，電流表示數(shù)恰好為0,已知金屬K的逸出功為%,電子電荷量

為e,則光源單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出的光子數(shù)為

APRPceU+WoDeU-Wo

eU+W0eU-W0PP

14.（單選）如圖甲所示，用該實(shí)驗(yàn)裝置探究光電效應(yīng)規(guī)律，得到a、b兩種金屬材料的遏止電壓人隨入射

光頻率"變化的圖線如圖乙中1和2所示，可知（）

A.光電子在真空管中被加速

B.圖線的斜率表示普朗克常量八

C.金屬材料a的逸出功較大

D.同種光照射，材料a逸出的光電子最大初動(dòng)能較大

15.（多選）兩金屬板A,B的光電效應(yīng)，光電子的最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率v的關(guān)系如圖所示，圖中

a:b=1:2.現(xiàn)用頻率3心的入射光分別照射在力，B表面上，下列判斷正確的是

A.兩斜線的斜率都表示普朗克常量hB.兩金屬板4,B的逸出功之比為1:2

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C.兩金屬板a,B的截止頻率之比為1:2D.兩金屬板2,B的遏止電壓之比為1:2

考點(diǎn)三康普頓效應(yīng)

康普頓效應(yīng)和光子的動(dòng)量：

在散射的X射線中，除了與入射波長久相同的成分外，還有波長大于然的成分，這個(gè)現(xiàn)象稱為康普

頓效應(yīng)?？灯疹D效應(yīng)說明光子不僅具有能量，而且具有動(dòng)量。

獨(dú)型1:光子的動(dòng)國

16.（單選）在某原子發(fā)生的躍遷中，輻射如圖所示的兩種光子，則兩光子的波長和動(dòng)量（）

B

C.pA=PDpA<pB

SV2:■普頓M應(yīng)的翅魚及解行

17.（單選）下列說法正確的是

輜

時(shí)

強(qiáng)

度

,光子以'

光子和電子?

電子，OO

碰撞前碰撞后

甲

A.圖甲為康普頓效應(yīng)的示意圖，入射光子與靜止的電子發(fā)生碰撞，碰后散射光的波長變長

B.在兩種固體薄片上涂上蠟，用燒熱的針接觸固體背面上一點(diǎn)，蠟熔化的范圍如圖乙所示，貝以一定是非

晶體，b一定是晶體

C.圖丙中隨著溫度的升高，黑體輻射強(qiáng)度的極大值向頻率較低的方向移動(dòng)

D.圖丁光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器的觸頭向右移動(dòng)，電流表的示數(shù)一定增大

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18.(單選)康普頓在研究石墨對(duì)X射線的散射時(shí)，發(fā)現(xiàn)了部分X射線的波長變長。X射線波長變長，則

()

A.速度變小B.頻率變大C.動(dòng)量變小D.能量變大

考點(diǎn)四物質(zhì)波

1.光的波粒二象性

(1)光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象說明光具有波動(dòng)性。

(2)光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)說明光具有粒子性。

(3)光既具有波動(dòng)性，又具有粒子性，即光具有波粒二象性。

(4)光子的能量￡=//V,光子的動(dòng)量P=，=｝。

2.物質(zhì)波

(1)1924年，法國物理學(xué)家德布羅意提出：實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性，即每一個(gè)運(yùn)動(dòng)的粒子都與一個(gè)對(duì)

應(yīng)的波相聯(lián)系，這種波叫作物質(zhì)波，也叫德布羅意波。所以實(shí)物粒子也具有波粒二象性。

Phh

(2)粒子的能量。和動(dòng)量0跟它所對(duì)應(yīng)的波的頻率v和波長人之間，遵從的關(guān)系為：v哼力號(hào)=就。

1.對(duì)光的波粒二象性的理解

光既有波動(dòng)性，又有粒子性，兩者不是孤立的，而是有機(jī)的統(tǒng)一體，其表現(xiàn)規(guī)律為：

(1)從頻率上看：頻率越低的光波動(dòng)性越顯著，越容易看到光的干涉和衍射現(xiàn)象；頻率越高的光粒子性

越顯著，越不容易看到光的干涉和衍射現(xiàn)象，其穿透本領(lǐng)越強(qiáng)。

(2)從傳播與作用上看：光在傳播過程中往往表現(xiàn)出波動(dòng)性；在與物質(zhì)發(fā)生作用時(shí)往往表現(xiàn)出粒子性。

(3)波動(dòng)性與粒子性的統(tǒng)一：由光子的能量e=%v、光子的動(dòng)量p=，也可以看出，光的波動(dòng)性和粒子性

并不矛盾：表示粒子性的光子能量和動(dòng)量的計(jì)算式中都含有表示波的特征的物理量——頻率v或波長

(4)理解光的波粒二象性時(shí)不可把光當(dāng)成宏觀概念中的波，也不可把光當(dāng)成宏觀概念中的粒子。

2.物質(zhì)波

(1)定義：每一個(gè)運(yùn)動(dòng)的粒子都與一個(gè)對(duì)應(yīng)的波相聯(lián)系，這種波叫作物質(zhì)波，也叫德布羅意波。

Phh

(2)物質(zhì)波的頻率v=*物質(zhì)波的波長4="=點(diǎn)，%是普朗克常量。

【例題定析醋點(diǎn)期型|

顆型1：光的酒枸二敏性

19.(單選)關(guān)于光的波粒二象性，說法正確的是()

A.光子的能量由光的強(qiáng)度決定

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B.光子的能量與光子的頻率成正比

C.光電效應(yīng)現(xiàn)象反映光的粒子性，說明光沒有波動(dòng)性

D.光子說中的光子與牛頓微粒說中的微粒相似

顆

波粒二象性的深入理解

光和實(shí)物粒子都具有波粒二象性，每一個(gè)運(yùn)動(dòng)的粒子都與一個(gè)對(duì)應(yīng)的波相聯(lián)系。宏觀物體運(yùn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)量很

大，根據(jù)九=￡可知，對(duì)應(yīng)的德布羅意波的波長很短，比宏觀物體的尺度小得多，所以無法觀察到它們的波

動(dòng)性。

顆琉2:勵(lì)孑的浦動(dòng)性.邕布后竟渡

20.（多選）電子雙縫干涉實(shí)驗(yàn)是近代證實(shí)物質(zhì)波存在的實(shí)驗(yàn)。如圖所示，電子槍持續(xù)發(fā)射的電子動(dòng)量為

1.2X10-23刖,m/Si然后讓它們通過雙縫打到屏上。已知電子質(zhì)量取9.1X10-^kg,普朗克常量取

6.6xIO-0,s,下列說法正確的是（）

A.發(fā)射電子的動(dòng)能約為8.0xKF*/

B.發(fā)射電子的物質(zhì)波波長約為5.5xlO-^m

C.只有成對(duì)電子分別同時(shí)通過雙縫才能發(fā)生干涉

D.如果電子是一個(gè)一個(gè)發(fā)射的，仍能得到干涉圖樣

21.（單選）如圖所示，碳60是由60個(gè)碳原子組成的足球狀分子，科研人員把一束碳60分子以2.0X

102rn/s的速度射向光柵，結(jié)果在后面的屏上觀察到條紋.已知一個(gè)碳原子質(zhì)量為1.99x10-26kg,普朗克常

量為6.63x10-34/.s,則該碳60分子的物質(zhì)波波長約（）

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A.1.7xlOT°"iB.3.6x10-11mC.2.8X10-12mD.1.9x10-18m

鞏固訓(xùn)練?提升能力

一、單選題。

1.關(guān)于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，下列說法正確的是（）

A.隨溫度升高，黑體輻射出的電磁波各種波長的輻射強(qiáng)度都減小，輻射強(qiáng)度的極大值向波長較長的方向移

動(dòng)。

B.在研究光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，在光電流較小時(shí)光電流隨著光電管兩端所加電壓的增大而減小，但當(dāng)光電流減

小到一定值之后，即使光電管兩端電壓增大，光電流也不會(huì)再減小了。

C.氫原子中中性原子的發(fā)光光譜結(jié)果顯示氫原子能發(fā)出一系列波長連續(xù)變化的光。

D.a粒子散射實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，絕大多數(shù)a粒子穿過金箔后，基本上仍沿原來的方向前進(jìn)，但少數(shù)a粒子發(fā)生了大

角度偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)偏轉(zhuǎn)的角度甚至大于90。。

2.光電效應(yīng)在自動(dòng)化控制領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用.如圖所示的光電控制報(bào)警電路中，某一頻率的光束照射到光

電管，光電管產(chǎn)生光電效應(yīng)，與光電管連接的電路有電流，電磁鐵產(chǎn)生磁場，會(huì)吸引報(bào)警電路中的開關(guān)斷

開，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制.則（）

光電管

光電控制報(bào)警電路示意圖

A.當(dāng)物體從光源和光電管間通過時(shí)，擋住光束使報(bào)警電路中的開關(guān)閉合

B.任意頻率的光照射到光電管上，只要光照時(shí)間足夠長就能產(chǎn)生光電流

C.對(duì)于光電管來說，入射光波長必須大于某一極限值，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)

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D.該頻率的光照射光電管，光的強(qiáng)度越強(qiáng)，單位時(shí)間內(nèi)逸出的電子數(shù)越少

3.如圖所示，將一帶電鋅板與驗(yàn)電器相連，驗(yàn)電器指針張開。先用紅光照射鋅板，觀察到驗(yàn)電器指針張角

保持不變;再用紫外線照射鋅板，觀察到驗(yàn)電器指針張角減小。下列說法正確的是（）

A.鋅板原來帶正電

B.驗(yàn)電器原來帶負(fù)電

C.若用紅光照射鋅板，增大紅光的強(qiáng)度，能觀察到驗(yàn)電器指針張角減小

D.若用紅外線照射鋅板，能觀察到驗(yàn)電器指針張角減小

4.光照在某些金屬上時(shí)，會(huì)使電子從金屬表面逸出，逸出過程中，電子需要克服原子核對(duì)它的束縛所做的

功叫做逸出功。利用圖示裝置可測量某種金屬材料K的逸出功，分別用頻率為2拼口3〃的光照射材料K,通

過電壓表讀數(shù)可測得這兩種光照情況下的遏止電壓之比為1：2,普朗克常量為％,則該金屬材料K的逸出功

是（）

0I

A.0.5/ivB.hvC.1.5/ivD.2hv

5.在近代物理學(xué)發(fā)展的進(jìn)程中，實(shí)驗(yàn)和理論相互推動(dòng)，促進(jìn)了人類對(duì)世界認(rèn)識(shí)的不斷深入。對(duì)下列圖示的

實(shí)驗(yàn)描述正確的是（）

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電「打射圖樣

A.盧瑟福通過甲圖所示的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子

B.康普頓在乙圖所示的實(shí)驗(yàn)中，證明了光具有波動(dòng)性

C.貝克勒爾研究丙圖中的放射線，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型

D.戴維森和湯姆孫利用電子束穿過鋁箔得到的丁圖圖樣，證實(shí)電子具有波動(dòng)性

6.用圖甲所示實(shí)驗(yàn)裝置探究光電效應(yīng)規(guī)律，得到a、6兩種金屬材料遏止電壓外隨入射光頻率”的圖線如圖

乙中1和2所示，則下列有關(guān)說法中正確的是

A.圖線的斜率表示普朗克常量h

B.金屬材料a的逸出功較大

C.用同一種光照射發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，a材料逸出的光電子最大初動(dòng)能較大

D.光電子在真空管中被加速

7.某同學(xué)在研究光電效應(yīng)現(xiàn)象時(shí)，利用不同頻率的光照射某金屬材料，記錄了入射光頻率v以及相對(duì)應(yīng)的遏

止電壓人,然后描繪了v關(guān)于4的函數(shù)圖像，如圖所示，已知電子的電荷量大小為e,圖中以為未知量，其

余均為已知量.下列說法正確的是（）

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V

為見〃

u2y2一%匕

A.v=

x%一%

B.材料的逸出功6(4-Ui)

C.普朗克常量為"維

V2fl

D.若吟=2%，則相對(duì)應(yīng)的光電子的最大初動(dòng)能與忌=2Ekml

二'多選題。

8.圖甲是電子束穿過鋁箔后形成的行射圖樣.圖乙是氫原子部分能級(jí)示意圖，真空中若用動(dòng)能為E的電子去

撞擊一群處于基態(tài)的氫原子，再用氫原子輻射出的光照射逸出功為102。的某金屬表面，發(fā)現(xiàn)逸出光電子

的最大初動(dòng)能為2.55eH已知leV=1.6x10-叫，光在真空中傳播速度為。=3x108m/s,根據(jù)以上信

息，下列說法正確的是()

nE/eV

co----------------0

5-----------------0.54

4-----------------0.85

3-----------------1.51

2-----------------3.40

1-----------------13.60

甲乙

A.圖甲能說明電子具有粒子性

B.動(dòng)能E的最小值為12.09eU

C.氫原子輻射的光子中最大動(dòng)量為6.8x10-27kg.m/s

D.氫原子輻射某種頻率的光照射該金屬表面可使逸出光電子最大初動(dòng)能為1.89。

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9.如圖所示，圖甲為氫原子的能級(jí)圖，大量處于n=5激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷時(shí)，發(fā)出頻率不同的大量光子,

其中巴耳末系中頻率最高的光子照射到圖乙電路中光電管陰極K上時(shí)，電路中電流隨電壓變化的圖像如圖

丙所示。下列說法正確的是（）

皮

〃