3　粒子的波动性

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1、[随堂检测]1．(2017·哈尔滨高二检测)下列各组现象能说明光具有波粒二象性的是(　　)A．光的色散和光的干涉　　B．光的干涉和光的衍射C．泊松亮斑和光电效应D．光的反射和光电效应解析：选C．光的干涉、衍射、泊松亮斑是光的波动性的证据，光电效应说明光具有粒子性，光的反射和色散不能说明光具有波动性或粒子性，故选项C正确．2．下列说法中正确的是(　　)A．物质波属于机械波B．只有像电子、质子、中子这样的微观粒子才具有波动性C．德布罗意认为，任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳都具有一种波和它对应，这种波叫做物质波D．宏观物体运动时，看不到它的衍射或干涉现象，所以宏观物体运

2、动时不具有波动性解析：选C．物质波是一切运动着的物体所具有的波，与机械波性质不同，宏观物体也具有波动性，只是干涉、衍射现象不明显，只有选项C正确．3．现用电子显微镜观测线度为d的某生物大分子的结构，为满足测量要求，将显微镜工作时电子的德布罗意波长设定为，其中n>1，已知普朗克常量h、电子质量m和电子电荷量e，电子的初速度不计，则显微镜工作时电子的加速电压应为(　　)A．　　　　　　　　B．C．D．解析：选D．由德布罗意波长λ＝知，p是电子的动量，则p＝mv＝，而λ＝，代入得U＝.故正确选项为D．4．科学家设想未来的宇航事业中利用太阳帆来加速星际飞船，设该飞船所在地每秒每单位面积接收到的

3、光子数为n，光子平均波长为λ，太阳帆面积为S，反射率100%，设太阳光垂直射到太阳帆上，飞船总质量为m.(1)求飞船加速度的表达式；(2)若太阳帆是黑色的，飞船的加速度又为多少？解析：(1)光子垂直射到太阳帆上再反射，动量变化量为2p，设光对太阳帆的压力为F，单位时间打到太阳帆上的光子数为N，则N＝nS，由动量定理得FΔt＝NΔt·2p，所以F＝N·2p，而光子动量p＝，所以F＝.由牛顿第二定律可得飞船加速度的表达式为a＝＝.(2)若太阳帆是黑色的，光子垂直打到太阳帆上不再反射(被太阳帆吸收)，光子动量变化量为p，故太阳帆上受到的光压力为F′＝，飞船的加速度a′＝.答案：(1)　(2)

4、[课时作业]一、单项选择题1．关于光的波动性与粒子性，以下说法正确的是(　　)A．爱因斯坦的光子说否定了光的电磁说B．光电效应现象说明了光的粒子性C．光的波动性和粒子性是相互矛盾的，无法统一D．以上说法均错误解析：选B．爱因斯坦的光子说并没有否定电磁说，只是在一定条件下光是体现粒子性的，A错；光电效应说明光具有粒子性，说明光的能量是一份一份的，B对；光的波动性和粒子性不是孤立的，而是有机的统一体，C错．2．下列说法正确的是(　　)A．光的波动性类似于机械波，光的粒子性类似于质点B．光不具有波动性C．由于光既具有波动性，又具有粒子性，无法只用其中一种去说明光的一切行为，只能认为光具有波粒

5、二象性D．实物粒子和光子一样都具有波粒二象性，所以实物粒子与光子是相同本质的物质解析：选C．光的波动性和光的粒子性不同于宏观的机械波和粒子，属于微观世界，A错误；光既具有波动性又具有粒子性，B错误；光的波动性和粒子性是光的行为，即光具有波粒二象性，C正确；实物粒子虽然与光子具有某些相同的现象，但粒子是实物，而光则是传播着的电磁波，其本质不同，D错误．3．如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等，则它们也相等的是(　　)A．速度　　　　　　　　　B．动能C．动量D．总能量解析：选C．根据德布罗意波的波长公式λ＝可知，如果电子的德布罗意波长与中子相等，则电子与中子一定具有相同的动量，故C

6、项正确．4．(2017·昆明高二检测)X射线是一种高频电磁波，若X射线在真空中的波长为λ，以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，以E和p分别表示X射线每个光子的能量和动量，则(　　)A．E＝，p＝0B．E＝，p＝C．E＝，p＝0D．E＝，p＝解析：选D．根据E＝hν，且λ＝，c＝λν可得X射线每个光子的能量为E＝，每个光子的动量为p＝，故选D．5．影响显微镜分辨率本领的一个因素是衍射，衍射现象越明显，分辨本领越低．使用电子束工作的电子显微镜有较高的分辨本领，它利用高压对电子束加速，最后打在感光胶片上来观察显微图象．以下说法正确的是(　　)A．加速电压越高，电子的波长越长，分辨本领越强

7、B．加速电压越高，电子的波长越短，衍射现象越明显C．如果加速电压相同，则用质子流工作的显微镜比用电子流工作的显微镜分辨本领强D．如果加速电压相同，则用质子流工作的显微镜比用电子流工作的显微镜分辨本领弱解析：选C．设加速电压为U，电子电荷量为e，质量为m，则有Ek＝mv2＝eU＝，又p＝，故eU＝，可得λ＝.对电子来说，加速电压越高，λ越小，衍射现象越不明显，故选项A、B错误；电子与质子比较，因质子质量比电子质量大得多，可知质子加速后的波长要小得