人教版高中物理选修3-5第17章《光的波粒二象性》知识点总结

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1、第十七章：波粒二象性一、黑体辐射规律1、黑体：只吸收外来电磁波而不反射的理想物体2、黑体辐射的特点黑体的辐射强度按波长分布只与温度有关，与物体的材料和表面形状无关（一般物体的辐射强度按波长分布除与温度有关外，还与物体的材料、表面形状有关）；3、黑体辐射规律：随着温度的升高，任意波长的辐射强度都加强随着温度的升高，辐射强度的极大值向着波长减小的方向进行；4、普朗克的量子说：透过黑体辐射规律，普朗克认为：电磁皮的辐射和吸收，是不连续的，而是一份一份地进行的，每份叫一个能量子，能量为。爱因斯坦受其启发，提出了光子说：光的传播和吸

2、收也是一份一份地进行的，每一份叫一个光子，其能量为二、光电效应：说明了光具有粒子性，同时说明了光子具有能量1、光电效应现象紫外光照射锌板，锌板的电子获得足够的光子能量，挣脱金属正离子引力，脱离锌板成为光电子；锌板因失去电子而带上正电，于是与锌板相连的验电器也带上正电，金属箔张开。2、实验原理电路图3、规律：①存在饱和电流饱和电流：在光电管两端加正向电压时，单位时间到达阳极A的光电子数增多，光电流越大；但当逸出的光电子全部到达阳极后，再增加正向电压，光电流就达到最大饱和值，称为饱和电流。②存在遏止电压在光电管两端加反向电压时

3、，单位时间内到达阳极A的光电子数减少，光电流减小；当反射电压达到某一值UC时，光电流减小为零，UC就叫“遏止电压”。③存在截止频率a、截止频率的定义：任何一种金属都有一个极限频率ν0，入射光的频率低于“极限频率”ν0时，无论入射光多强，都不能发生光电效应，这个极限频率称为截止频率。b、“逸出功”定义：电子从金属表面脱离金属所需克服金属正离子的引力所做的最小功。要发生光电效应，入射光的能量（hν）要大于“逸出功（W）”即：④光电效应的“瞬时性”——因光电效应发生的时间，即为一个光子与一个电子能量交换的时间，所以不管光强度如何

4、，发生光电效应的时间极短，不超过10-9s。4、爱因斯坦的光电效应方程：光电子的最大初动能等于入射光光子的能量减逸出功即：可见“光电子的最大初动能”与入射光的强度无关，只与入射光频率有关，图象如下图5、光电效应现象所用到的公式如下：6、光电效应方程对光电效应现象的解释如下①在入射光频率一定的情况下，饱和光电流的大小与入射光的强度成正比，也就是单位时间内被击出的光电子数与入射光的强度成正比。②光电子的最大初动能与入射光的强度无关，而只与入射光的频率有关。频率越高，光电子的能量就越大。③入射光的频率低于的光，无论光的强度如何，

5、照射时间多长，都没有光电子发射。④光的照射和光电子的释放几乎是同时的例题：铝的逸出功是4.2eV，现在将波长200nm的光照射铝的表面。（1）求光电子的最大初动能（2）求遏制电压（3）求铝的截止频率三、康普顿效应：1、光子与石墨中的电子发生碰撞后，成分中出现波长变长光子的现象。2、对康普顿效应的解释：光子与石墨中的电子发生碰撞后，把一部分能量和动量传递给了电子。因此，光子的能量和动量都要减小；又所以在散射后光子成分中出现波长变长的光子。3、意义：说明了光具有粒子性，同时说明了光子具有能量和动量。四、光的波粒二象性1、光子数

6、目少时，易表现出粒子性；光子数目多时，易表现出波动性2、波长越长，越易表现出波动性；波长越短，越易表现出粒子性3、光子的能量、光子的动量五、实物粒子的波粒二象性——实物粒子的波动性1、德布罗意波（物质波）：任何运动的实物粒子都有一种波长与之对应：任何粒子都有一种频率与之对应：2、实物粒子（电子、质子、中子、分子等）波动性和实验验证科学家在实验室里，用晶体做了电子束衍射（波的特性）实验，得到了电子束的衍射图样，从而证明了实物粒子也具有波动性。（如图）六、概率波：光波和物质波都是概率波实验规律：用光和实物粒子做干涉实验，减小入

7、射强度，让光子或粒子一个一个地通过双缝，照射时间较短时（入射光子或粒子数较少）得到甲图的干涉图样（光子或粒子打到屏上的位置没有规律，充分说明了粒子数少时易表现出粒子性）；当照射时间逐渐增加，图象由乙逐渐变成丙图（出现了近波动特征的明暗相间的条纹，充分说明了粒子数多时易表现出波动性）说明：1、并非所有光子或粒子只打到亮条纹处，也有打到暗纹处的，只是打到亮纹处的粒子概率较大——光波和实物波都是概率波。2、光（或实物粒子）的波动性，是光子（或粒子）本身的属性，不是由光子（或粒子）间的作用引起的七、不确定性关系粒子的位置与动量不可

8、同时被确定，位置的不确定性与动量的不确定性遵守不等式,其中h为普朗克常量。