【红对勾 讲与练】2016版高考物理总复习 14.2波粒二象性课时作业

【波粒二象性】 波粒二象性是量子力学中的基本概念，指的是微观粒子（如光子、电子等）既表现出波动性，又表现出粒子性。这一理论颠覆了传统物理学中对物质性质的认知，是20世纪初由法国科学家路易·德布罗意提出并由阿尔伯特·爱因斯坦进一步发展的。 在光电效应实验中，这个理论得到了充分的验证。光电效应是指光照射在某些金属表面时，如果光的能量足够大，金属会释放出电子，即光电子。爱因斯坦通过他的光电效应方程 \( E_k = h\nu - W_0 \) 描述了这一现象，其中 \( E_k \) 是光电子的最大初动能，\( h \) 是普朗克常量，\( \nu \) 是入射光的频率，\( W_0 \) 是金属的逸出功。这个方程表明，光电子的最大初动能只与入射光的频率有关，而与光的强度、照射时间或光子数目无关。因此，选项A是正确的。 光的波动性体现在光的干涉、衍射和偏振等现象上，而粒子性则在光电效应、康普顿散射以及电子的双缝实验中得以体现。在大量光子的行为中，波动性更加明显，表现为连续的光谱；而在单个光子的行为中，粒子性则更为显著，表现为离散的能量。因此，选项D是正确的，选项ABC则是错误的。 光电管是利用光电效应工作的，如题目中所描述，当波长为 \( \lambda_0 \) 的光照射阴极K时，电路中有光电流。如果更换为波长大于 \( \lambda_0 \) 的光，是否产生光电流取决于新光的频率是否大于金属的截止频率，因此选项A错误，B正确。光电流的大小与光的强度有关，与电源电压无关，且即使改变电源极性，只要光电子有足够的动能到达阳极，依然会产生光电流，所以选项C和D错误。 此外，根据光电效应方程，对于不同波长的光，对应的光电子最大初动能不同。如果 \( \lambda_a : \lambda_b : \lambda_c = 1 : 2 : 3 \)，且 \( \lambda_a \) 能使金属发生光电效应，那么 \( \lambda_b \) 和 \( \lambda_c \) 也能使金属发生光电效应，只是光电子的最大初动能不同。根据方程，可以推导出不同波长光对应的最大初动能，因此选项B正确。 光波射到金属表面时，能否发生光电效应取决于光的频率是否大于金属的截止频率。若能发生光电效应，光电子在磁场中的运动轨迹（如圆周运动）取决于其最大初动能，这可以通过光电效应方程和洛伦兹力公式计算得出。题目中给出的频率公式 \( \nu = \frac{W}{h} + \frac{eBr^2}{2m} \) 描述了这个关系，因此选项C是正确的。 波粒二象性是理解光电效应和其他量子现象的关键，它揭示了微观世界的奇异性质，是现代物理学的基石之一。在高考物理复习中，理解和掌握波粒二象性及相关应用至关重要。