第16章 光波动性和粒子1.doc

新课标 高中物理 第十六章 光的波动性和粒子性 [考点解读] 知识内容 要求 说明 94、光本性学说的发展简史 95、光的干涉现象，双缝干涉，薄膜干涉，双缝干涉的条纹间距与波长的关系 96、光的衍射 97、光的偏振现象 98、光谱和光谱分析，红外线、紫外线、X射线、γ射线以及综合应用，光的电磁本性，电磁波谱 99、光电效应，光子，爱因斯坦光电效应方程 100、光的波粒二象性，物质波 101、激光的特性及应用 Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅰ [知识网络] 光谱 光谱 光的本性 光的本性 光谱分析 根据光谱来鉴别质和确定它的化学组成，这种方法叫光谱分析。做光谱分析时，可利用明线光谱也可以利用吸收光谱。明线光谱（线状谱） 由一些不连续的亮线组成的光谱。各种元素都有一定的线状谱，元素不同，线状谱也不同，故线状谱又称原子光谱。连续光谱 由连续分布的一切波长的光组成的光谱。电磁波谱 无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、r射线，由低频到高频，构成了范围非常广阔的电磁波谱。光的波粒二象性 光既有波动性，又有粒子性，故认为光具有波粒二象性（这里的波动性和粒子性都是微观世界中的意义）。干涉的应用薄膜干涉双缝干涉光的衍射光的干涉吸收光谱 连续光谱中某些波长的光被物质吸收后产生的光谱叫吸收光谱发射光谱 由发光物体直接产生的光谱叫发射光谱。光子 光在空间传播不是连续的，是一份一份的，每一份叫做一个光子。光子的能量E=hv，h=6.63×10－34焦· 光谱分析 根据光谱来鉴别质和确定它的化学组成，这种方法叫光谱分析。做光谱分析时，可利用明线光谱也可以利用吸收光谱。 明线光谱（线状谱） 由一些不连续的亮线组成的光谱。 各种元素都有一定的线状谱，元素不同，线状谱也不同，故线状谱又称原子光谱。 连续光谱 由连续分布的一切波长的光组成的光谱。 电磁波谱 无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、r射线，由低频到高频，构成了范围非常广阔的电磁波谱。 光的波粒二象性 光既有波动性，又有粒子性，故认为光具有波粒二象性（这里的波动性和粒子性都是微观世界中的意义）。 干涉的应用 薄膜干涉 双缝干涉 光的衍射 光的干涉 吸收光谱 连续光谱中某些波长的光被物质吸收后产生的光谱叫吸收光谱 发射光谱 由发光物体直接产生的光谱叫发射光谱。 光子 光在空间传播不是连续的，是一份一份的，每一份叫做一个光子。光子的能量E=hv，h=6.63×10－34焦·秒，称普朗克常量。 爱因斯坦的光电方程：hv－W=mv2，其中W为逸出功，mv2为光电子最大初动能。 光电效应 在光的照射下，物体发射电子的现象叫光电效应。光电效应的特点：①入射光的频率必须大于被照射金属的极限频率，才可以发生；②光电子的最大初动能随入射光的频率增大而增大；③光电子的发射是光照瞬间进行的；④光电流的强度与入射光强度成正比。 光的波动性 光的波动性 光的粒子性 光的粒子性 [解题方法指导] 例1.一光电管的阴极用极限波长λ0=5000?的钠制成。用波长λ=3000?的紫外线照射阴极，光电管阳极A和阴极K之间的电势差u=2.1V，光电流的饱和值I=0.56mA。 (l)求每秒内由K极发射的电子数。 (2)求电子到达A极时的最大动能。 (3)如果电势差U不变，而照射光的强度增到原值的3倍，此时电子到达A极时的最大动能是多少？(普朗克恒量h=6.63×10-34J·s，电子的电量e=1.6×10-19C)。 【错解】(1)由于Q=It，所以t=1秒内发射电子数为 (2)根据爱因斯坦光电效应方程可知，在阴极K逸出电子的最大动能为 (3)当光强度增到原值的三倍时，电子到达A极时的最大动能也变为原来的三倍。 【错解原因】对于这道考题，不少考生只求出了阴极K逸出电子的最大动能，没有按题意要求进而计算出到达A极的动能。在计算中，埃是长度单位，应化成国际单位进行计算。根据光电效应现象的特点，逸出光电子的动能只与入射光的频率有关；与入射光强度无关，所以第三问的最大动能不变。 【分析解答】 (1)每秒内由K极发射的电子数 (2)由爱因斯坦光电效应方程得 ?再由动能定理，在阴极K逸出的电子经过电势差为u的电场加速，到达A极时的最大动能为 (3)当光强度增到原值三倍时，电子到达A极时的最大动能不变。 【评析】 本题的第一问是力学与爱因斯坦光电效应方程相结合的综合题。在做题之前一定要掌握光电效应的全过程，只有理解了光电效应实验现象发生的全过程，即大于极限频率的光照射在阴极上，光子激发出光电子，光电子在电源形成的电场的作用下加速(或减速)打在光电管的阳极上。形成回路中的光电流。才可能理解题目之所求。进而加上电场加速的那一步计算过程。 [实战训练场] 1．在观察光的衍射现象的实验中, 通过紧靠眼睛的卡尺