高三物理波粒二象性

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1、第2课时波粒二象性【基础知识回顾与要点讲解】一、量子理论的建立黑体和黑体辐射1、量子理论的建立：1900年德国物理学家普朗克提出振动着的带电微粒的能量只能是某个最小能量值ε的整数倍，这个不可再分的能量值ε叫做ε=hν。h为普朗克常数（6.63×10-34J.S）2、黑体：如果某种物体能够，这种物体就是绝对黑体，简称黑体。3、黑体辐射：黑体辐射的规律为：，同时，。（普朗克的能量子理论很好的解释了这一现象）二、光电效应光子说光电效应方程1、光电效应（表明光子具有能量）（1）光的电磁说使光的波动理论发展到相当完美的地步，但是它并不能解释光电效应的现象。在光（包括不可见光）的

2、照射下从物体发射出电子的现象叫做光电效应，发射出来的电子叫。（实验图在课本）（2）光电效应的研究结果：新教材：①存在饱和电流，这表明入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多；②存在遏止电压：；③截止频率：光电子的能量与入射光的频率有关，而与入射光的强弱无关，当入射光的频率低于截止频率时不能发生光电效应；④效应具有瞬时性：光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过10-9s。（3）光电管的玻璃泡的内半壁涂有碱金属作为阴极K（与电源负极相连），是因为碱金属有较小的逸出功。2、光子说：光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为ν的光的能量子为hν。这些能量子被成为光子。3、

3、光电效应方程：（掌握Ek/Uc—ν图象的物理意义）同时，h截止=WO（Ek是光电子的最大初动能；W是逸出功，即从金属表面直接飞出的光电子克服正电荷引力所做的功。）三、康普顿效应（表明光子具有动量）1、1918-1922年康普顿（美）在研究石墨对X射线的散射时发现：光子在介质中和物质微粒相互作用，可以使光的传播方向发生改变，这种现象叫光的散射。2、在光的散射过程中，有些散射光的波长比入射光的波长略大，这种现象叫康普顿效应。3、光子的动量：四、光的波粒二象性物质波概率波不确定关系1、光的波粒二象性：干涉、衍射和偏振以无可辩驳的事实表明光是一种波；光电效应和康普顿效应又用无

4、可辩驳的事实表明光是一种粒子，由于光既有波动性，又有粒子性，只能认为光具有波粒二象性。但不可把光当成宏观观念中的波，也不可把光当成宏观观念中的粒子。少量的光子表现出粒子性，大量光子运动表现为波动性；光在传播时显示波动性，与物质发生作用时，往往显示粒子性；频率小波长大的波动性显著，频率大波长小的粒子性显著。（P41电子干涉条纹对概率波的验证）2、光子的能量E=hν，光子的动量p=h/λ表示式也可以看出，光的波动性和粒子性并不矛盾：表示粒子性的粒子能量和动量的计算式中都含有表示波的特征的物理量——频率ν和波长λ。由以上两式和波速公式c=λν还可以得出：E=pc。3、物质波

5、：1924年德布罗意（法）提出，实物粒子和光子一样具有波动性，任何一个运动着的物体都有一种与之对应的波，波长λ=h/p，这种波叫物质波，也叫德布罗意波。（P38电子的衍射图样；电子显微镜的分辨率为何远远高于光学显微镜）4、概率波：从光子的概念上看，光波是一种概率波。5、不确定关系：，△x表示粒子位置的不确定量，△p表示粒子在x方向上的动量的不确定量。（为何粒子位置的不确定量△x越小，粒子动量的不确定量△p越大，用单缝衍射进行解释？）强化练习：1、关于光的波粒二象性的理解正确的是   （  ）A．大量光子的效果往往表现出波动性，个别光子的行为往往表现出粒子性B．光在传播

6、时是波，而与物质相互作用时就转变成粒子C．高频光是粒子，低频光是波D．波粒二象性是光的根本属性，有时它的波动性显著，有时它的粒子性显著2、关于光的本性，下列说法中正确的是（）A．光电效应反映光的粒子性B．光子的能量由光的强度所决定C．光子的能量与光的频率成正比D．光在空间传播时，是不连续的，是一份一份的，每一份光叫做一个光子3、关于光的波粒二象性，下列说法中不正确的是   （  ）A．波粒二象性指光有时表现为波动性，有时表现为粒子性。B．光波频率越高，粒子性越明显。C．能量较大的光子其波动性越显著。D．个别光子易表现出粒子性，大量光子易表现出显示波动性。4、下列说法中

7、正确的是（）A．电子的衍射实验证实了物质波的假设是正确的。B．光的波粒二象性应理解为，在某种场合下光的粒子性表现明显，在另外某种场合下，光的波动性表现明显。C．任一运动的物体都有一种波和它对应，这就是物质波。D．宏观物体尽管可以看作物质波，但他们不具有干涉、衍射等现象。5、下列关于光电效应的说法正确的是（  ）A光电效应揭示了光的粒子性，而康普顿效应则反映了光的波动性B．光电子的初速度和照射光的频率成正比C．光电子的最大初动能和照射光的频率成正比D．光电子的最大初动能随照射光频率的增大而增大6、.当具有5.0eV能量的光子照射到某金属表面后，从金属表