高考一轮复习学案：波粒二象性.doc

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1、第3课时　波粒二象性基础知识归纳1.光的本性学说的发展史(1)牛顿的微粒说：认为光是　高速粒子流　，它能解释光的直进、光的反射现象，不能解释光的干涉、衍射现象.(2)惠更斯的波动说：认为光是某种　振动　，以波的形式向四周传播，它能解释光的干涉、衍射现象，不能解释光电效应、光的直进.(3)麦克斯韦的电磁说：认为光是　电磁波　，实验依据是　电火花实验　，证明了光与电磁波在真空中传播　速度相等　，且都为　横波　，能够解释光在真空中的传播、光的干涉、衍射，不能解释光电效应.(4)爱因斯坦的光子说：认为光的传播是一份一份的，每一份叫做光子，其能量与频率成正比

2、，即E＝hυ，能够解释光电效应、光的直进、光的反射，不能解释光的干涉、衍射.(5)德布罗意的波粒二象性：认为光既有　粒子性　，又有　波动性　，个别光子表现　粒子性　，大量光子表现　波动性　；光子频率大的　粒子性　明显，频率小的　波动性　明显.能够解释所有光现象.2.光的电磁说(1)内容：光的本质是电磁波.(2)意义：光的电磁说说明了光的电磁本质，使人们认识到光波与机械波的本质不同，把光学和电磁学统一起来.(3)依据：光和电磁波的传播都不需要介质；光和电磁波在真空中的传播速度相同，即c＝3×108m/s.3.光电效应(1)现象：在光的照射下，物体　发

3、射电子　的现象，叫做光电效应.(2)光电效应的规律：①任何一种金属都有发生光电效应的　极限频率　，入射光的频率必须　大于　这个频率才能产生光电效应；②光电子的最大初动能　与入射光的强度　无关，　随入射光的频率增大　而增大；③光电效应的产生　几乎是瞬时的　，一般不超过10－9s；④当入射光的频率　大于金属极限频率时　，光电流强度　与入射光的强度成正比　.(3)光子说：在空间传播的光不是　连续的　，而是一份一份的，每一份称为　一个光子　，光子的能量　与其频率成正比　，即E＝hν.(4)光电效应方程：①逸出功：使电子脱离某种金属所做功的　最小值　，即W＝

4、hυ0；②光电效应方程：Ek＝hυ－W.4.康普顿效应(1)康普顿效应：即当γ射线或X射线打在物质上，与物质中原子的核外电子发生　相互作用　，作用后产生　散射光子　和　反冲电子　的效应；其作用过程为：当入射X(γ)光子和原子内一个轨道电子发生相互作用时，光子　损失　一部分能量，并　改变　运动方向(　散射光子　)，电子　获得　能量而脱离原子(　反冲电子　)，此种作用过程称为康普顿效应.其结果是：产生了　次级电子　7/7，反冲电子继而将发生电子与物质的相互作用.(2)意义：康普顿效应是验证光的　波粒二象性　的重要物理实验之一.爱因斯坦光子理论圆满解释了

5、光电效应的实验规律，而康普顿对康普顿效应进行了成功的解释，使　光量子说　得到了实验的证明，更有力地证明了爱因斯坦光子理论的正确性.(3)康普顿效应的解释：经典解释(电磁波的解释)：单色电磁波作用于比波长尺寸小的带电粒子上时，引起　受迫振动　，向各方向辐射同频率的电磁波.经典理论解释频率不变的一般散射可以，但对康普顿效应　不能　做出合理解释；光子理论的解释：①光子不仅有能量hυ，而且有动量h/λ；②模型：X射线光子与静止的自由电子发生　弹性碰撞　；③在碰撞过程中　能量、动量守恒　.(4)康普顿效应进一步证实了光的　粒子性　.5.概率波在双缝干涉图样中

6、，不能肯定某个光子落在哪一点，即光子落在各点的概率是不一样的.但光子落在明纹处的概率大，落在暗纹处的概率　小　.光子在空间出现的概率可以通过　波动　规律确定，所以光波是一种　概率波　.6.光的波粒二象性(1)光既具有　波动性　，又有　粒子性　；大量光子产生的效果显示出　波动性　，个别光子产生的效果显示出　粒子性　.(2)光子和电子、质子等实物粒子一样，具有能量和动量.与其他物质相互作用时，　粒子性　起主导作用；在光的传播过程中，光子在空间各点出现的可能性的多少(概率)，由　波动性　起主导作用.(3)对不同频率的光，频率低、波长长的光，　波动性　特征

7、显著；而频率高、波长短的光，　粒子性　特征显著.7.不确定关系式，其中Δx表示　粒子位置　的不确定量，Δp表示　粒子在x方向上的动量　的不确定量.不确定关系式表明：(1)微观粒子的坐标测得愈准确(Δx→0)，动量就愈不准确(Δp→∞)；(2)微观粒子的动量测得愈准确(Δp→0)，坐标就愈不准确(Δx→∞).但这里要注意，不确定关系不是说微观粒子的坐标测不准；也不是说微观粒子的动量测不准；更不是说微观粒子的坐标和动量都测不准；而是说微观粒子的坐标和动量不能同时测准.重点难点突破一、光电效应“光电效应”是光的粒子性的一个重要体现，也是光的本性中一个高考

8、热点，因此在复习过程中：1.要澄清一些易混淆的概念，如“光子”、“光电子”、“光子的能量”与“光电子的最大初动能”等，这对