2018-2019版物理新导学笔记选修3-5第17章章末总结-(8217)

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1、**章末总结一、量子论、光子说、光子能量的计算1.量子论德国物理学家普朗克提出:电磁波的发射和吸收是不连续的,是一份一份的,每一份电磁波的能量ε=hν.2.光子说爱因斯坦提出:空间传播的光也是不连续的,也是一份一份的,每一份称为一个光子,光子-34具有的能量与光的频率成正比,即ε=hν,其中h为普朗克常量,h=6.63×10Js·.c3.光的频率与波长的关系:ν=.λ例1(多选)下列对光子的认识,正确的是()A.光子说中的光子就是牛顿在微粒说中所说的微粒B.光子说中的光子就是光电效应的光电子--**C

2、.在空间传播的光是不连续的,而是一份一份的,每一份叫做一个光量子,简称光子D.光子的能量跟光的频率成正比答案CD解析根据光子说,在空间传播的光是不连续的,而是一份一份的,每一份叫做一个光量子,简称光子.而牛顿的“微粒说”中的微粒指宏观世界的微小颗粒.光电效应中,金属内的电子吸收光子后克服原子核的库仑引力等束缚,逸出金属表面,成为光电子,故A、B选项错误,C选项正确;由ε=hν知,光子能量ε与其频率ν成正比,故D选项正确.例2激光器是一个特殊的光源,它发出的光便是激光,红宝石激光器发射的激光是不连续的1

3、0W,一道一道的闪光,每道闪光称为一个光脉冲,现有一红宝石激光器,发射功率为1.0×10-11所发射的每个光脉冲持续的时间Δt为1.0×10s,波长为793.4nm.问每列光脉冲的长度l是多少?其中含有的光子数N是多少?答案3mm4.0×1017个解析以Δt、l和c分别表示光脉冲的持续时间、长度和光在真空中的传播速度,由题意可知l=cΔt①以P和E表示红宝石激光器发射的功率和一列光脉冲的能量,则有:E=PΔt②以λ和ν表示红宝石激光器激光的波长和频率,c则有ν=, λ因此得到每个光子的能量hν=hc③

4、λ由②③式得到该列光脉冲含有的光子数EN==hνλPΔt④hc3m=3mm,将数据代入①④式,就得到该列光脉冲的长度和含有的光子数分别为l=3×10-17N=4.0×10个.二、光电效应的规律和光电效应方程1.光电效应的实验规律(1)任何一种金属都有一个极限频率,入射光的频率必须大于等于这个极限频率,才能发生光电效应.低于极限频率时,无论光照强度多强,都不会发生光电效应.(2)发生光电效应时,光电子的最大初动能与入射光的强度无关,只随入射光频率的增大而增大.--**-9(3)入射光照射到金属上时,光电

5、子的发射几乎是瞬时的,一般不超过10s.(4)当入射光的频率高于极限频率时,单位时间内从金属表面逸出的光电子数目与入射光的强度成正比.2.爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-W0W0表示金属的逸出功,νc表示金属的极限频率,则W0=hνc.例3(多选)现用某一光电管进行光电效应实验,当用某一频率的光照射时,有光电流产生.下列说法正确的是()A.保持入射光的频率不变,入射光的光强变大,饱和光电流变大B.入射光的频率变高,饱和光电流变大C.入射光的频率变高,光电子的最大初动能变大D.保持入射光的光强不变,不断

6、减小入射光的频率,始终有光电流产生答案AC解析在发生光电效应时,饱和光电流大小由光照强度来决定,与频率无关,光照强度越大饱和光电流越大,因此A正确,B错误;根据Ek=hν-W0可知,对于同一光电管,逸出功W0不变,当频率变高时,最大初动能Ek变大,因此C正确;由光电效应规律可知,当频率低于极限频率时无论光照强度多大,都不会有光电流产生,因此D错误.例4用不同频率的光分别照射钨和锌,产生光电效应,根据实验可画出光电子的最大初动能Ek随入射光频率ν变化的Ek-ν图线.已知钨的逸出功是2.84eV,锌的逸出

7、功为3.34eV,若将二者的图线画在同一个Ek-ν坐标系中,则正确的图是()答案A解析根据光电效应方程Ek=hν-W0可知,Ek-ν图象的斜率为普朗克常量h,因此图中两线应平行,故C、D错误;图线与横轴的交点表示恰能发生光电效应(光电子动能为零)时的入射光频率即极限频率,由光电效应方程可知,逸出功越大的金属对应的极限频率越高,所以能使金属锌发生光电效应的极限频率较高,所以A正确,B错误.三、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

8、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=hp,频率νε=).h3.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5(多选)波

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