第3課時 波粒二象性

-9-9第3時基礎(chǔ)知回顧1．光的性說發(fā)史（牛頓微粒說為光高速粒子流解釋光的直進(jìn)、的反射現(xiàn)，不能解光的干涉、衍射現(xiàn)象.（惠更的波動說為光是某種振波的形式向四周傳，它能解光的干涉衍射現(xiàn)象，不能解析光電效、光的直（麥克韋的電磁說為光是磁波驗(yàn)依據(jù)是赫茲試驗(yàn)證明了光電磁波在空中傳播速度相等，且都為波，能夠釋光在真中的傳播、光的干涉、衍射不能解釋電效（因坦的光子說的傳播一份一份，每一份叫做子，其能與頻率成比，即ν,能夠解釋光效應(yīng)、光直進(jìn)、光反射，不能解釋光的干涉、.（得布意的波粒二象性為光既粒子性有波動性，別光子表粒子性，量光子表現(xiàn)波動性率大光子粒子性明率小的波動性能夠解釋所光現(xiàn)2光電說（）內(nèi)容：光本質(zhì)是電磁波（意義光電磁說說明了光的電磁質(zhì)們認(rèn)識到光波機(jī)械波的質(zhì)不同，光學(xué)和電磁學(xué)統(tǒng)一起.（依據(jù)光電磁波的傳播都不需要質(zhì)電磁波在真空的傳播速相同，c=3×m.（）電磁波譜

波二性（）現(xiàn):在光的照射，物體發(fā)射電子的現(xiàn)象叫做光電效.（）電效應(yīng)的:①何一種屬都有發(fā)光電效應(yīng)的極限率，入射的頻率必大于這個頻率才能產(chǎn)生光電應(yīng)；②光子的最大動能與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，入射光的率增大而大；③光電效應(yīng)的產(chǎn)生幾乎瞬時的，般不超10s；當(dāng)入射光的頻率大于屬極限頻時，光電強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度成正.（光子說空間傳播的光不是連續(xù)是一份一份的，每份稱為一光子，光的能量與其頻率成正比，即.（）光電效應(yīng)程：①逸功：使電脫離某種金屬所做功的小值；Whv；②光電效應(yīng)程：=h.4康普頓應(yīng)（）康普頓效：即當(dāng)射線或X射線打在質(zhì)上，與物質(zhì)中原的核外電發(fā)生相互用，作用后產(chǎn)生散射光子和沖電子的應(yīng)；其作過程為：當(dāng)入射()光子和原內(nèi)一個軌道電子發(fā)生相互作用時子損失一部能量，并變運(yùn)動方（散射光子），電子獲得能而脫離原（反沖電），此種作用過程稱為康普效.其結(jié)果是：產(chǎn)了次級電反沖電子繼而將生電子與質(zhì)的相互（意義普頓應(yīng)是驗(yàn)證光的波粒二象的重要物理實(shí)驗(yàn)之.愛斯坦子理論圓滿釋了光電應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)；而康普對康普頓應(yīng)進(jìn)行了成功的解釋，使光子說得到實(shí)驗(yàn)的證，更有力地證明無線電波

紅外線

可見光

紫外線

線

γ射線

了愛因斯坦子理論的確（康普頓效應(yīng)的解釋解電磁波的釋變

波長：大

小

單色電磁波用于比波尺寸小的電粒子上時，引化

波動性：明

不明顯

起受迫振動方向輻射同率的電磁經(jīng)典理頻率：小

大

解釋頻率不的一般散可以，但康普頓效應(yīng)不能粒子性：不顯

明顯

作出合理解理的解釋子不僅有能h,產(chǎn)生機(jī)理

自由電子作周期性運(yùn)動

原子的外層子受到激發(fā)產(chǎn)生

內(nèi)層電子受到激發(fā)

核受到激發(fā)

而且有動量/；②型：X射線子與靜止的自由電子發(fā)生彈性撞；③在撞過程中量、動量守5．物質(zhì)任何運(yùn)動物都有一種與它對應(yīng)波長=h/p特性應(yīng)用

波動性強(qiáng)無線電技術(shù)

熱效應(yīng)遙感加熱

引起視覺攝影照明

化學(xué)效應(yīng)熒光殺菌

穿透力強(qiáng)醫(yī)用透視

穿透最強(qiáng)工業(yè)探傷

6.光波二象：（光既具有波動性有粒子性量光產(chǎn)生的效果顯示出動性，個光子產(chǎn)生效果顯示出粒子性.3光效

（光子和電子子等物粒子一有能量和動量．與其物質(zhì)相互用時，粒子起主導(dǎo)作；

在光的傳播程中，光在空間各出現(xiàn)的可能性的多少概)，波動起主導(dǎo)作（）對不同頻的光，頻率低、波長長光，波動特征顯著而頻率高長短的子性特顯著．重點(diǎn)難點(diǎn)析一在磁譜各電波理.相同之處（有同的電磁本性電荷的動產(chǎn)生的

【案】【撥】決本題的鍵在于熟電磁波各波段的性質(zhì)和作用知道夜視的原二光效的解.子說對光電效應(yīng)的解釋（一電子只吸收一個光子的能量后立即大，不需要累能量的（電從金屬表面逸出克服金原子核的力做功（逸功）要使入射的能量不于W對（）都有波的質(zhì)，能產(chǎn)生反射、折射也能產(chǎn)生

應(yīng)的頻率

W

,極限頻.涉、衍射等象，另外它們在真中波速都相.相異之處（）具體的產(chǎn)機(jī)理不同無線電波是蕩電路中由電子作期性運(yùn)動

h（）電子吸收子的能量后，一分消耗于克服核的引力做出功分耗于金屬內(nèi)部向表面運(yùn)動時服其它原阻礙做功W）,剩余分產(chǎn)生的；紅線、可見、紫外線由原子外層電子受激發(fā)產(chǎn)生X射線由原子內(nèi)層子受激發(fā)生；γ射是由原子受激發(fā)產(chǎn)

轉(zhuǎn)化為初動即：

mv2hv'

只有直接從（）產(chǎn)生干涉衍射現(xiàn)象的難易程度不波長越短的磁波顯的衍射象越不容易，產(chǎn)生干現(xiàn)象也越容（）性質(zhì)和應(yīng)范圍不同紅外線的主性質(zhì)是熱應(yīng)；應(yīng)用加熱和遙感外線的主性質(zhì)是化作用消毒殺；射線γ射線主要性質(zhì)是穿透力，應(yīng)用于視和檢測金屬部的缺

金屬表面逸的光電子具有最大動能=0.對于確定的屬W是一定的，故電子的最大動能只隨入射的頻率增而增（入光越強(qiáng)位時間內(nèi)入射到金屬表的光電子數(shù)就越多產(chǎn)生的光子就越多射出的光電子形成的光電流越..何判斷能否發(fā)生光電效應(yīng)要產(chǎn)生光電應(yīng)電子的能量hv,即在極（在同介質(zhì)中的傳播速度不同率越傳播速度越.

限頻率

=

Wh

.【1光電磁說認(rèn)為（）

.電效應(yīng)方程A光波機(jī)械波相同，在真空中傳播時速度大B光波也產(chǎn)生反射、折射、干涉衍射等現(xiàn)．光是一種電磁波

mv2hv

.．在真空中速和電磁傳播速度同【析光是電磁波，同于機(jī)械，光波在空中傳播速度大，而機(jī)波不能在空中傳播；但是光波和機(jī)械都能產(chǎn)生射、折射干涉、衍射等波特有的現(xiàn).【案B、【撥了解光的磁說道光波和械波的異同，就能作出正的判拓美國在伊拉戰(zhàn)場上給兵配備了視儀，使用它能在晚上識別2km范圍內(nèi)的目標(biāo)份種靈敏的儀使用的電磁屬于以下個波段（）A可見光波.紅外線波段.外線波段D.X線波段【析】由于夜視儀的作用識別目標(biāo)它主要根目標(biāo)發(fā)出的外線的熱應(yīng)感知的B選行正.

【2關(guān)于電效應(yīng)種敘述確的）A金屬子的逸出功與入射光的頻率成正比B光電流強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度無C．用可見光照射金屬一定比可見光照同種金屬產(chǎn)生的光子的初動要大．對于任何種金屬都在一個“大波光的波長必小于這個長，才能生光電效應(yīng)【解析】金的逸出功該金屬決，與入射光源頻率無關(guān)電流的強(qiáng)度入射光強(qiáng)成正比、B誤不可光包括能大的紫外線射線γ射線，也包括量比可見小的紅外、無線電波，選項(xiàng)錯誤.【案】D【撥】確理解屬的逸出的概念，道極限頻率或最大波)存在的原因解決光電效問題的關(guān)鍵；光電效是金屬中自由電子收了光子的能量

后，其動能到足以克金屬離子引力而逃逸出金屬表面，成光電子；一定的金來說，逸出功是

（）由光子的量E=h，光的動量

p

h

表示式一定的，照光的頻率大，光子能量越大，從金屬中逸出的電子的初能就越大如果入射光子的頻率較低，的能量小金屬的逸功，就不能產(chǎn)生光電效應(yīng)，就是存在限頻率的因；光電效應(yīng)規(guī)律光電流的度的是光電的飽和對從陰極發(fā)射出電子全部拉向陽極狀光電流未達(dá)到飽值之前，大小不僅入射光的強(qiáng)度有關(guān)，還與光管兩極間電壓有關(guān)只有在光電流達(dá)到飽和值以才和入射的強(qiáng)度成

也可以看出的波動性和子性并不示粒子性的粒子能和動量的算式中都有表示波的特征的物理量——和波長.由以上兩式波速公式c=以得出=pc.【2008年蘇高考題）如圖12-3-2下實(shí)驗(yàn)中，深入地示了光的子性一面有（）

拓如圖所示，鋅板相連驗(yàn)電器的箔原來是張開的，現(xiàn)讓弧光燈出的光經(jīng)狹縫后照射到鋅板，發(fā)現(xiàn)在板上形成明暗相間條紋，同時與鋅板連的驗(yàn)電器的鋁箔角變大，

弧光燈以上實(shí)驗(yàn)事說(A)A.光具有粒二象B驗(yàn)電器的鋁原來帶負(fù)

圖【】為康頓散射為光效應(yīng)，康頓散射和光電效都深入揭了光的粒性為α粒.鋅板上條紋是平行等寬度的.若改用光器發(fā)出的紅光照射鋅板，觀察到電器的鋁箔張則一定會得更大【析弧光燈發(fā)的紫外線過狹縫照鋅板上，鋅板上形成暗相間的紋，發(fā)生射現(xiàn)象，中心條

散射，不是子，揭示原子的核結(jié)構(gòu)模型為光的折射，示了氫原能級的不【案AB【】本題一個識記內(nèi)容，熟光的波動和粒子性以及子物理的關(guān)知識即得出答紋寬度最寬說明光有動性；同與鋅板相連的驗(yàn)

拓電器的鋁箔角變大，生了光電應(yīng)，電子飛出，鋅板原帶正，說明光粒子所以A正確B、C錯誤。紅光頻率小于板的極限率，不發(fā)生光電效應(yīng)，D.【案】A【評這道要求學(xué)掌握光的射圖象的特點(diǎn)與

一束復(fù)色可光射到置于空氣中的板玻璃上穿過玻璃后下表面射出，變?yōu)閍b兩束平行單色光，如12-3-3所，對于兩束單光來說（）

圖光電效應(yīng)的律和實(shí)三正理波二性.波粒二象性的的實(shí)質(zhì)波粒二象性所說的波一種概率光子才有意義波粒二象中所說的子，是指其不連續(xù)性，是一一份的，一份具有.波粒二象性的理解（個別光的作用效果往往表現(xiàn)為子性子的作用效往往表現(xiàn)波動（頻率高光子容易表現(xiàn)出粒子性低的子容易表現(xiàn)出動.（光在傳過程中往往表現(xiàn)出波動物發(fā)生作用時往表現(xiàn)為粒

A玻璃光的射率較大B在玻璃中傳播的速度較大．每個光子的量較大．的波長較長【析】的頻率大，玻璃它的折射越大，從平行板玻璃一面射出偏離原傳方向越大。由圖知玻璃對a的射率較大的折射率較小，即光頻率小，即波長較【案AD【撥】從一種明介質(zhì)進(jìn)另一種透介質(zhì)時，頻率不變長播的速度改頻率大的色折射率大，偏也.

現(xiàn)用強(qiáng)度現(xiàn)用強(qiáng)度相易錯門如圖所示的電路兩個光電管C

紫光綠AD

A．光是—種概率波B光波是種電磁波BC．色光從光密介質(zhì)進(jìn)入光介質(zhì)時，子的能量改變由同種金屬料制成的陰

R

μ

A

R

μ

A

．單色光從密介質(zhì)進(jìn)光疏介質(zhì)時，的波長不甲圖乙的兩束光分照射在兩光電管的極上，紫光照在

.一次觀察光衍射的實(shí)中，觀察到如圖所示的清的明暗相

圖（甲）電路光電管上綠光照在乙）電路的光電管上，若都產(chǎn)生光電應(yīng)，則下判斷正確的是（）A從B兩個極板射光電的最初動能一樣大B打到極上的光電的最大動一定大于D極上的光電子最大動能.位時間內(nèi)A兩金屬極板生的光電子的數(shù)目一樣多.位時間內(nèi)B極板產(chǎn)生的電子的數(shù)目更多些【解】本題因?yàn)樽瞎獾念l大于綠光頻率，所打在C板上的光電子的最大初動大D板上的光電子的最大初能，故選項(xiàng)正A項(xiàng)錯誤由于兩個光電管完相同，入光的強(qiáng)度全相同，故光電流相同，單時間內(nèi)的電子數(shù)目同，C項(xiàng)正確D錯.【因】本題錯誤原因是混發(fā)生時光效應(yīng)出射子的最大初能和電子到板或D板動能電流對于是同光只與光強(qiáng)度有關(guān)即能量相同，但是不是同種則光電子數(shù)不【解紫的頻率大于光的頻率則極射出的光電子最大初動大于板射的光電子的最大初動但由光電管兩加的都是正向電壓，電場力對電做正功確定哪電路做的正功多，所以無法確電子打到極后動哪個光的度相同，則位時間內(nèi)射到金屬光的能量相同，由于紫光一光子的能大于綠光個光子的能量，所以單位時內(nèi)照射到A板光電子數(shù)少于單時間內(nèi)照射到B板的光電的數(shù)，則單位時間內(nèi)板產(chǎn)生的光子的數(shù)目多【案D【】本中也許學(xué)不易理解動能和最大初動能以及光電流大小的決因素，關(guān)是要弄清光電子出射后經(jīng)過場加速，兩電場不，電場對光電子做功不同；電流由強(qiáng)即能量決，光電流相同但是對于不同率的光而光電子個不課堂自訓(xùn)練．下列說法確的是（）

間的圖樣么障礙物應(yīng)線為暗D）A．很的不透明的圓板B很大的間有大圓孔的不透明的板．很大的不透明圓板．很大的中有小圓孔不透明圓.用綠光照射一光電管能產(chǎn)生光效應(yīng)，欲光電子從陰極逸時最大初能增大，該（B）A．改紅光照射B改用紫照射．增大綠光強(qiáng)度D增大光電上的加速壓課后創(chuàng)演練.光轉(zhuǎn)換是將太光能轉(zhuǎn)換其他物質(zhì)能的過程，太陽能水器就是種光熱轉(zhuǎn)裝置，它的主要轉(zhuǎn)換器件真空玻璃，這些玻管將太陽光能轉(zhuǎn)換成水的能.真空璃管上采鍍膜技術(shù)增加透射光，使可能多的陽光能轉(zhuǎn)為熱能，這種鍍膜技術(shù)的理學(xué)依據(jù)（C）Ａ．光的直傳播Ｂ光的粒子性Ｃ．光的干Ｄ光的衍射.在下各組的兩個象中都表出光具有動性的是（C）A.光的折射現(xiàn)、色散現(xiàn)象B光的射現(xiàn)象、干涉現(xiàn)象.光的衍射象、偏振現(xiàn)象.的直線傳現(xiàn)象、光電效應(yīng)現(xiàn)象2005年“世物理年年前的1905年是愛因斯坦的“跡”之年這一年他后發(fā)表了三篇具有劃時代義的論文其中關(guān)于量子的理論成功地解釋了電效應(yīng)現(xiàn)關(guān)于光電效說正確的是（A）A當(dāng)入射的頻率低于極限頻率時不能發(fā)生電效應(yīng)B光電子最大初動能與入射光的率成正比．光電子的最大初動能入射光的度成正比D．某單光照射一屬時不能發(fā)生光電效應(yīng)，改用波長較短光照射該屬可能發(fā)光電效應(yīng).為了觀察到納米級的小結(jié)構(gòu)，要用到分率比光學(xué)顯微鏡高的電子微鏡.下列說中正確的

-10-7-3-3-3-66-6-6-1-10-7-3-3-3-66-6-6-1是（A）.電顯微鏡所用電子物波的波長以比可見光短，因此容易發(fā)生顯衍射.電子顯微鏡所利用電子物質(zhì)波的波可以比可光長，因此容易發(fā)生顯衍射C.電子顯微鏡利用電子物波的波長以比可見

的紫外燈演光電效應(yīng)陰極離光d，原子半徑為＝0.5×10m估陰極表面每個原子每秒接收到的子.【析燈看作光源均勻向四周輻射，則陰極表面?zhèn)€原子半圓面上得的光能量為：光短，因此容易發(fā)生顯衍射D電子顯鏡所利用子物質(zhì)波的波長可以比可見

4

4

)

.光長，因此容易發(fā)生顯衍

每秒到達(dá)陰表面每個子半個圓上的光子數(shù)：【析】了觀察納級的微小構(gòu)，用光顯微鏡是不可能；因?yàn)榭晒獾牟ㄩL量級m遠(yuǎn)大于納米會發(fā)生明的衍射現(xiàn)，因此不能精

n

3.752537hc6.63

0.05個確聚焦；如用很高的壓使電子速，使它具有很大的動量其物質(zhì)波波長就會短，衍射的影響就小多.【案】A.用眼睛觀察遠(yuǎn)處的燈看到它圍光芒輻，對于這一現(xiàn)的解釋，面的哪些法正B)A這是空氣光的折射用造成的B這是睛的瞳孔對光的衍射作造成的.現(xiàn)象說明睛的瞳孔是規(guī)則的圓形.現(xiàn)象說明睛的瞳孔是多邊形

.蛇是老鼠的天敵，它通過接收輻射來發(fā)老鼠的。假設(shè)老的體溫37oC它發(fā)出最強(qiáng)的熱