第三节 实物粒子的波粒二象性
三维教学目标
1、知识与技能
（1）了解光既具有波动性，又具有粒子性；
（2）知道实物粒子和光子一样具有波粒二象性；
（3）知道德布罗意波的波长和粒子动量关系。
（4）了解不确定关系的概念和相关计算；
2、过程与方法
（1）了解物理真知形成的历史过程；
（2）了解物理学研究的基础是实验事实以及实验对于物理研究的重要性；
（3）知道某一物质在不同环境下所表现的不同规律特性。
3、情感、态度与价值观
（1）通过学生阅读和教师介绍讲解，使学生了解科学真知的得到并非一蹴而就，需要经过一个较长的历史发展过程，不断得到纠正与修正；
（2）通过相关理论的实验验证，使学生逐步形成严谨求实的科学态度；
（3）通过了解电子衍射实验，使学生了解创造条件来进行有关物理实验的方法。 教学重点：实物粒子和光子一样具有波粒二象性，德布罗意波长和粒子动量关系。 教学难点：实物粒子的波动性的理解。
教学方法：学生阅读－讨论交流－教师讲解－归纳总结。
教学用具：课件：PP 演示文稿（科学家介绍，本节知识结构）。多媒体教学设备
（一）引入新课
提问：前面我们学习了有关光的一些特性和相应的事实表现，那么我们究竟怎样来认识光的本质和把握其特性呢？（光是一种物质，它既具有粒子性，又具有波动性。在不同条件下表现出不同特性，分别举出有关光的干涉衍射和光电效应等实验事实）。
我们不能片面地认识事物，能举出本学科或其他学科或生活中类似的事或物吗？
（二）进行新课
1、光的波粒二象性
讲述光的波粒二象性，进行归纳整理。
（1）我们所学的大量事实说明：光是一种波，同时也是一种粒子，光具有波粒二象性。光的分立性和连续性是相对的，是不同条件下的表现，光子的行为服从统计规律。
（2）光子在空间各点出现的概率遵从波动规律，物理学中把光波叫做概率波。
2、光子的能量与频率以及动量与波长的关系。 hv =ε λ/h p = λ/h p =＝c v hv //ελ=
提问：作为物质的实物粒子(如电子、原子、分子等)是否也具有波动性呢？
3、粒子的波动性
提问：谁大胆地将光的波粒二象性推广到实物粒子？只是因为他大胆吗？（法国科学家德布罗意考虑到普朗克能量子和爱因斯坦光子理论的成功，大胆地把光的波粒二象性推广到实物粒子。）
（1）德布罗意波：实物粒子也具有波动性，这种波称之为物质波，也叫德布罗意波。
（2）物质波波长： p h =
λ＝γ
p E m v h = 提问：各物理量的意义？（λ为德布罗意波长，h 为普朗克常量，p 为粒子动量）
阅读课本有关内容，为什么德布罗意波观点很难通过实验验证？又是在怎样的条件下使实物粒子的波动性得到了验证？
4、物质波的实验验证
提问：粒子波动性难以得到验证的原因？（宏观物体的波长比微观粒子的波长小得多，这在生活中很难找到能发生衍射的障碍物，所以我们并不认为它有波动性，作为微观粒子的电子，其德布罗意波波长为10－10m 数量级，找与之相匹配的障碍物也非易事）
例题：某电视显像管中电子的运动速度是4.0×107
m/s ；质量为10g 的一颗子弹的运动速度是200m/s 。分别计算它们的德布罗意波长。（根据公式p h /=λ计算得1.8×10-11m 和3.3×10-34
m ）
电子波动性的发现者——戴维森和小汤姆逊
电子波动性的发现,使得德布罗意由于提出实物粒子具有波动性这一假设得以证实，并因此而获得1929年诺贝尔物理学奖，而戴维森和小汤姆逊由于发现了电子的波动性也同获1937年诺贝尔物理学奖。
阅读有关物理学历史资料，了解物理学有关知识的形成建立和发展的真是过程。（应用物理学家的历史资料，不仅有真实感，增强了说服力，同时也能对学生进行发放教育，有利于培养学生的科学态度和科学精神，激发学生的探索精神）
电子衍射实验：1927年，两位美国物理学家使电子束投射到镍的晶体上，得到了电子束的衍射图案，从而证实了德布罗意的假设。除了电子以外，后来还陆续证实了质子、中子以及原子、分子的波动性。
提问：衍射现象对高分辨率的显微镜有影响否？如何改进？（显微镜的分辨本领）
5、德布罗意波的统计解释
1926年，德国物理学玻恩 （Born ， 1882--1972） 提出了概率波，认为个别微观粒子在何处出现有一定的偶然性，但是大量粒子在空间何处出现的空间分布却服从一定的统计规律。
6、经典波动与德布罗意波（物质波）的区别
经典的波动（如机械波、电磁波等）是可以测出的、实际存在于空间的一种波动。而德布罗意波（物质波）是一种概率波。简单的说，是为了描述微观粒子的波动性而引入的一种方法。
7、不确定度关系（uncertainty relatoin ）
经典力学：运动物体有完全确定的位置、动量、能量等。微观粒子：位置、动量等具有不确定量（概率）。
（1）电子衍射中的不确定度
如图所示，一束电子以速度 v 沿 oy 轴射向狭缝。电子在中央主极大区域出现的几率
最大。在经典力学中，粒子（质点）的运动状态用位置坐标和动量来描述，而且这两个量都可以同时准确地予以测定。然而，对于具有二象性的微观粒子来说，是否也能用确定的坐标和确定的动量来描述呢？
下面我们以电子通过单缝衍射为例来进行讨论。
设有一束电子沿oy 轴射向屏AB 上缝宽为a 的狭缝，于是，在照相底片CD 上，可以观察到如下图所示的衍射图样。如果我们仍用坐标x 和动量p 来描述这一电子的运动状态，那么，我们不禁要问：一个电子通过狭缝的瞬时，它是从缝上哪一点通过的呢?也就是说，电子通过狭缝的瞬时，其坐标x 为多少?显然，这一问题，我们无法准确地回答，因为此时该电子究竟在缝上哪一点通过是无法确定的，即我们不能准确地确定该电子通过狭缝时的坐标。
研究表明： 对于第一衍射极小，a λ
θ=1sin 式中λ为电子的德布罗意波长。电子的位置和动量
分别用x 和p 来表示。电子通过狭缝的瞬间，其位置在 x 方向上的不确定量为a x =?，同一时刻，由于衍射效应，粒子的速度方向有了改变，缝越小，动量的分量 p x 变化越大。 分析计算可得： π4h p x ≥??
式中h 为普朗克常量。这就是著名的不确定性关系，简称不确定关系。
上式表明：
①许多相同粒子在相同条件下实验，粒子在同一时刻并不处在同一位置。
②用单个粒子重复，粒子也不在同一位置出现。
例题解析：
例1：一颗质量为10g 的子弹，具有200m ·s -1的速率，若其动量的不确定范围为动量的0. 01%(这在宏观范围是十分精确的了)，则该子弹位置的不确定量范围为多大?解：子弹的动量
s kgm s kgm mv p /0.2/20001.0=?==
动量的不确定范围 s kgm s kgm p p /100.2/2100.1%01.044--?=??=?=?
由不确定关系式 π
4h p x ≥??，得子弹位置的不确定范围 m m p h x 31434
106.210
0.214.341063.64---?=????=??=?π 我们知道，原子核的数量级为10-15
m ，所以，子弹位置的不确定范围是微不足道的。可见子弹的动量和位置都能精确地确定，不确定关系对宏观物体来说没有实际意义。 例2：一电子具有200 m/s 的速率，动量的不确定范围为动量的0.01%(这已经足够精确了)，则该电子的位置不确定范围有多大?解 : 电子的动量为： s kgm s kgm mv p /108.1/200101.92831--?=??==
动量的不确定范围
s kgm s kgm p p /108.1/108.1100.1%01.032284---?=???=?=?由不确定关系式，得电子位置的不确定范围m m p h x 332
34
109.2108.114.341063.64---?=????=??=?π我们知道原子大小的数量级为10-10m ，电子则更小。在这种情况下，电子位置的不确定范围比原子的大小还要大几亿倍，可见企图精确地确定电子的位置和动量已是没有实际意义。
8、微观粒子和宏观物体的特性对比
体系能量可以为任意的、连续变化的数值。
9、不确定关系的物理意义和微观本质
（1）物理意义：
微观粒子不可能同时具有确定的位置和动量。粒子位置的不确定量x ?越小，动量的不确定量x p ?就越大，反之亦然。
（2） 微观本质：是微观粒子的波粒二象性及粒子空间分布遵从统计规律的必然结果。
不确定关系式表明：
① 微观粒子的坐标测得愈准确(0→?x ) ，动量就愈不准确(∞→?x p ) ；微观粒子的动量测得愈准确(0→?x p ) ，坐标就愈不准确(∞→?x ) 。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。
② 为什么微观粒子的坐标和动量不能同时测准？这是因为微观粒子的坐标和动量本来就不同时具有确定量。这本质上是微观粒子具有波粒二象性的必然反映。由以上讨论可知，不确定关系是自然界的一条客观规律，不是测量技术和主观能力的问题。
③ 不确定关系提供了一个判据：当不确定关系施加的限制可以忽略时，则可以用经典理论来研究粒子的运动。当不确定关系施加的限制不可以忽略时，那只能用量子力学理论来处理问题。
大学物理期末试卷(A) （2012年6月29日 9: 00-11: 30） 专业 ____组 学号 姓名 成绩 (闭卷) 一、 选择题（4０％） 1．对室温下定体摩尔热容m V C ,=2.5R 的理想气体，在等压膨胀情况下，系统对外所做的功与系统从外界吸收的热量之比W/Q 等于： 【 D 】 （A ） 1/3； (B)1/4； (C)2/5； (D)2/7 。 2. 如图所示，一定量的理想气体从体积V 1膨胀到体积V 2分别经历的过程是：A B 等压过程; A C 等温过程; A D 绝热过程 . 其中吸热最多的 过程 【 A 】 (A) 是A B. (B) 是A C. (C) 是A D. (D) 既是A B,也是A C ,两者一样多. 3.用公式E =νC V T (式中C V 为定容摩尔热容量，ν为气体摩尔数)计算理想气体内能 增 量 时 ， 此 式 : 【 B 】 (A) 只适用于准静态的等容过程. (B) 只适用于一切等容过程. (C) 只适用于一切准静态过程. (D) 适用于一切始末态为平衡态的过程. 4气缸中有一定量的氦气(视为理想气体),经过绝热压缩,体积变为原来的一半,问气体 分 子 的 平 均 速 率 变 为 原 来 的 几 倍 ？ p V V 1 V 2 A B C D . 题2图
【 B 】 (A)2 2 / 5 (B)2 1 / 5 (C)2 1 / 3 (D) 2 2 / 3 5．根据热力学第二定律可知： 【 D 】 （A ）功可以全部转化为热, 但热不能全部转化为功。 （B ）热可以由高温物体传到低温物体，但不能由低温物体传到高温物体。 （C ）不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程。 （D ）一切自发过程都是不可逆。 6. 如图所示，用波长600=λnm 的单色光做杨氏双缝实验，在光屏P 处产生第五级明纹极大，现将折射率n =1.5的薄透明玻璃片盖在其中一条缝上，此时P 处变成中央 明纹极大的位置，则此玻璃片厚度为： 【 B 】 (A) 5.0×10-4 cm (B) 6.0×10-4cm (C) 7.0×10-4cm (D) 8.0×10-4cm 7．下列论述错误．．的是： 【 D 】 (A) 当波从波疏媒质( u 较小)向波密媒质(u 较大)传播，在界面上反射时，反射 波中产生半波损失，其实质是位相突变。 (B) 机械波相干加强与减弱的条件是：加强 π?2k =?；π?1)2k (+=?。 (C) 惠更斯原理：任何时刻波面上的每一点都可作为次波的波源，各自发出球面次波；在以后的任何时刻，所有这些次波面的包络面形成整个波在该时刻的新波面 (D) 真空中波长为500nm 绿光在折射率为1.5的介质中从A 点传播到B 点时，相位改变了5π，则光从A 点传到B 点经过的实际路程为1250nm 。 8. 在照相机镜头的玻璃片上均匀镀有一层折射率n 小于玻璃的介质薄膜，以增强某一波长 的透射光能量。假设光线垂直入射，则介质膜的最小厚度应为： 【 D 】 (A)/n λ (B)/2n λ (C)/3n λ (D)/4n λ P O 1 S 2 S 6. 题图
第三节 实物粒子的波粒二象性 三维教学目标 1、知识与技能 （1）了解光既具有波动性，又具有粒子性； （2）知道实物粒子和光子一样具有波粒二象性； （3）知道德布罗意波的波长和粒子动量关系。 （4）了解不确定关系的概念和相关计算； 2、过程与方法 （1）了解物理真知形成的历史过程； （2）了解物理学研究的基础是实验事实以及实验对于物理研究的重要性； （3）知道某一物质在不同环境下所表现的不同规律特性。 3、情感、态度与价值观 （1）通过学生阅读和教师介绍讲解，使学生了解科学真知的得到并非一蹴而就，需要经过一个较长的历史发展过程，不断得到纠正与修正； （2）通过相关理论的实验验证，使学生逐步形成严谨求实的科学态度； （3）通过了解电子衍射实验，使学生了解创造条件来进行有关物理实验的方法。 教学重点：实物粒子和光子一样具有波粒二象性，德布罗意波长和粒子动量关系。 教学难点：实物粒子的波动性的理解。 教学方法：学生阅读－讨论交流－教师讲解－归纳总结。 教学用具：课件：PP 演示文稿（科学家介绍，本节知识结构）。多媒体教学设备 （一）引入新课 提问：前面我们学习了有关光的一些特性和相应的事实表现，那么我们究竟怎样来认识光的本质和把握其特性呢？（光是一种物质，它既具有粒子性，又具有波动性。在不同条件下表现出不同特性，分别举出有关光的干涉衍射和光电效应等实验事实）。 我们不能片面地认识事物，能举出本学科或其他学科或生活中类似的事或物吗？ （二）进行新课 1、光的波粒二象性 讲述光的波粒二象性，进行归纳整理。 （1）我们所学的大量事实说明：光是一种波，同时也是一种粒子，光具有波粒二象性。光的分立性和连续性是相对的，是不同条件下的表现，光子的行为服从统计规律。 （2）光子在空间各点出现的概率遵从波动规律，物理学中把光波叫做概率波。 2、光子的能量与频率以及动量与波长的关系。 hv =ε λ/h p = λ/h p =＝c v hv //ελ= 提问：作为物质的实物粒子(如电子、原子、分子等)是否也具有波动性呢？ 3、粒子的波动性 提问：谁大胆地将光的波粒二象性推广到实物粒子？只是因为他大胆吗？（法国科学家德布罗意考虑到普朗克能量子和爱因斯坦光子理论的成功，大胆地把光的波粒二象性推广到实物粒子。） （1）德布罗意波：实物粒子也具有波动性，这种波称之为物质波，也叫德布罗意波。
高考物理最新近代物理知识点之波粒二象性真题汇编附答案解析(3) 一、选择题 1．氢原子能级关系如图，下列是有关氢原子跃迁的说法，正确的是 A．大量处于n=3能级的氢原子，跃迁时能辐射出2种频率的光子 B．用n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光子照射逸出功为4.54eV的金属钨能发生光电效应 C．用能量为10.3eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到n=2能级 D．氢原子从n=3能级向基态跃迁时，辐射出的光子能量为1.51eV 2．如图所示为光电管的示意图，光照时两极间可产生的最大电压为0.5V。若光的波长约为6×10－7m，普朗克常量为h，光在真空中的传播速度为c，取hc=2×10－25J·m，电子的电荷量为1.6×10－19C，则下列判断正确的是 A．该光电管K极的逸出功大约为2.53×10－19J B．当光照强度增大时，极板间的电压会增大 C．当光照强度增大时，光电管的逸出功会减小 D．若改用频率更大、强度很弱的光照射时，两极板间的最大电压可能会减小 3．下表是按照密立根的方法进行光电效应实验时得到的某金属的遏止电压U c和入射光的频率ν的几组数据． U c/V0.5410.6370.7140.809 0.878 ν/1014Hz 5.644 5.888 6.098 6.303 6.501 由以上数据应用Execl描点连线，可得直线方程，如图所示．
则这种金属的截止频率约为 A ．3.5× 1014Hz B ．4.3× 1014Hz C ．5.5× 1014Hz D ．6.0× 1014Hz 4．如图为氢原子能级图，氢原子中的电子从n=5能级跃迁到n=2能级可产生a 光，从n=4能级跃迁到n=2能级可产生b 光，a 、b 光照射到逸出功为2. 29eV 的金属钠表面均可产生光电效应，则（ ） A ．a 光的频率小于b 光的频率 B ．a 光的波长大于b 光的波长 C ．a 光照射所产生的光电子最大初动能0.57k E eV = D ．b 光照射所产生的光电子最大初动能0.34k E eV = 5．用一定频率的入射光照射锌板来研究光电效应，如图，则 A ．任意光照射锌板都有光电子逸出
2019届高三物理二轮复习光的粒子性题型归纳 类型一、光的本性的认识 例1、关于光的本性，下列说法中正确的是（） A、关于光的本性，牛顿提出微粒说，惠更斯提出波动说，爱因斯坦提出光子说，它们 都说明了光的本性 B、光具有波粒二象性是指：既可以把光看成宏观概念上的波，也可以看成微观概念上 的粒子 C、光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光电效应说明光具有粒子性 D、光的波粒二象性是将牛顿的波动说和惠更斯的粒子说真正有机地统一起来 【思路点拨】理解光的本性，波动性的特征及代表人物，粒子性的特征及代表人物。 【答案】C 【解析】光具有波粒二象性，这是现代物理学关于光的本性的认识，光的波粒二象性不同于牛顿提出的微粒说和惠更斯的波动说，是爱因斯坦的光子说和麦克斯韦的电磁说的统一。光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光电效应说明光具有粒子性，故ABD错误，C对。【总结升华】光既有波动性，又具有粒子性，即光具有波粒二象性，这就是光的本性。 举一反三 【变式1】根据爱因斯坦的“光子说”可知（） A. “光子说”本质就是牛顿的“微粒说” B. 光的波长越大，光子的能量越小 C. 一束单色光的能量可以连续变化 D. 只有光子数很多时，光才具有粒子性 【答案】B 【解析】爱因斯坦的“光子说”与牛顿的“微粒说”本质不同，选项A错误。由 c E h λ =可 知选项B正确。一束单色光的能量不能是连续变化，只能是单个光子能量的整数倍，选项C 错误。光子不但具有波动性，而且具有粒子性，选项D错误。 【变式2】关于光的波粒二象性的说法中，正确的是（） A. 有的光是波，有的光是粒子 B. 光子与电子是同样的一种粒子 C. 光的波长越长，其波动性就越显著；波长越短，其粒子性就越显著 D. 光子的数量越少波动性就越显著；光子的数量越多粒子性就越显著
波粒二象性知识点总结 一：黑体与黑体辐射 1．热辐射 (1)定义：我们周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关，所以叫热辐射。 (2)特点：热辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而有所不同。 2．黑体 (1)定义：在热辐射的同时，物体表面还会吸收和反射外界射来的电磁波。如果一些物体能够完全吸收投射到其表面的各种波长的电磁波而不发生反射，这种物 体就是绝对黑体，简称黑体。 (2)黑体辐射特点：黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑 体的温度有关。 注意：一般物体的热辐射除与温度有关外，还与材料的种类及 表面状况有关。 二：黑体辐射的实验规律 如图所示，随着温度的升高，一方面，各种波长的辐射强度都 有增加；另—方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。 三：能量子 1．能量子：带电微粒辐射或吸收能量时，只能是辐射或吸收某 个最小能量值的整数倍，这个不可再分的最小能量值E叫做能量子。 2．大小：E=hν。 其中ν是电磁波的频率，h称为普朗克常量，h=6．626x10—34J·s(—般h=6.63x10—34J·s)。四：拓展： 1、对热辐射的理解 （1）．在任何温度下，任何物体都会发射电磁波，并且其辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而有所不同，这是热辐射的一种特性。 在室温下，大多数物体辐射不可见的红外光；但当物体被加热到5000C左右时，开始发出暗红色的可见光。随着温度的不断上升，辉光逐渐亮起来，而且波长较短的辐射越来越 多，大约在1 5000C时变成明亮的白炽光。这说明同一物体在一定温度下所辐射的能量在不同光谱区域的分布是不均匀的，而且温度越高光谱中与能量最大的辐射相对应的频率也越高。（2）．在一定温度下，不同物体所辐射的光谱成分有显著的不同。例如，将钢加热到约800℃时，就可观察到明亮的红色光，但在同一温度下，熔化的水晶却不辐射可见光。 （3）热辐射不需要高温，任何温度下物体都会发出一定的热辐射，只是温度低时辐射弱，温度高时辐射强。2、2.什么样的物体可以看做黑体 （1）．黑体是一个理想化的物理模型。 (2）．如图所示，如果在一个空腔壁上开—个很小的孔，那么射人 小孔的电磁波在空腔内表面会发生多次反射和吸收，最终不能从空腔 射出。这个空腔近似看成一个绝对黑体。 注意：黑体看上去不一定是黑色的，有些可看做黑体的物体由于 自身有较强的辐射，看起来还会很明亮。如炼钢炉口上的小孔。 3、普朗克能量量子化假说 （1）．如图所示，假设与实验结果“令人满意地相符”， 图中小圆点表示实验值，曲线是根据普朗克公式作出的。 （2）．能量子假说的意义 普朗克的能量子假说，使人类对微观世界的本质有了全 新的认识，对现代物理学的发展产生了革命性的影响。普朗 克常量h是自然界最基本的常量之一，它体现了微观世界的
科学的历史不仅仅是一连 串事实、规则和随之而来的数 学描述，它也是一部概念的历 史。当我们进入一个新的领域 时，常常需要新的概念。 ——普朗克第十七章波粒二象性 DESIGNER:范鸿飞 TEL:010-********-1 EMAIL:fanhongfei2002@https://www.doczj.com/doc/0912597388.html,
物理学大厦业已建成？ 物理学发展到19世纪末期，可以说是达到相当完美、相当成熟的程度。以经典力学、经典电磁场理论和经典统计力学为三大支柱的经典物理大厦已经建成，而且基础牢固，宏伟壮观！一切物理现象似乎都能够从相应的理论中得到满意的回答。 在这种形势下，物理学家会感到陶醉，会感到物理学已大功告成，因而断言往后难有作为了。这种思想当 时在物理界不但普遍存在，而且由来已久。经典物理学大厦日臻完美
天边的两朵乌云…… 19世纪的最后一天，欧洲著 名的科学家欢聚一堂。会上，英 国著名物理学家W·汤姆生（即 开尔文男爵）发表了新年祝词。 他在回顾物理学所取得的伟大成 就时说，物理大厦已经落成，所 剩只是一些修饰工作。同时，他 在展望20世纪物理学前景时，却 若有所思地讲道：“动力理论肯 定了热和光是运动的两种方式， 现在，它的美丽而晴朗的天空却 晴朗天空中的两朵乌云被两朵乌云笼罩了……”
1.物理学的新纪元：能量量子化
物体的热辐射 一切物体都在不断地向外辐射电磁波。这种电磁辐射是由于物体内分子在不停地做热运动而产生的。 在室温条件下：辐射波长较长的电磁波（红外线）； 在高温条件下：辐射波长较短的电磁波成分较多。 在温度升高过程中，物体颜色发生变化。 *固体在温度升高时颜色的变化 800K1000K1200K 1400K 注：“K”是开氏温标（T）的单位。与摄氏温标（t）的换算方法是：T=t+273
光的波动性(光的本性) 一、光的干涉 一、光的干涉现象 两列波在相遇的叠加区域，某些区域使得“振动”加强，出现亮条纹；某些区域使得振动减弱，出现暗条纹。振动加强和振动减弱的区域相互间隔，出现明暗相间条纹的现象。这种现象叫光的干涉现象。 二、产生稳定干涉的条件： 两列波频率相同，振动步调一致(振动方向相同) ，相差恒定。两个振动情况总是相同的波源，即相干波源 1.产生相干光源的方法（必须保证γ相同）。 ⑴利用激光 (因为激光发出的是单色性极好的光)； ⑵分光法(一分为二)：将一束光分为两束．．．．．．．频率和振动情况完全相同的光。( 这样两束光都来源于同一个光源,频率必然相等) 下面4个图分别是利用双缝、利用楔形薄膜、利用空气膜、利用平面镜形成相干光源的示意图 点(或缝)光源分割法：杨氏双缝(双孔)干涉实验；利用反射得到相干光源：薄膜干涉 2．双缝干涉的定量分析 如图所示，缝屏间距L 远大于双缝间距d ，O 点与双缝S 1和S 2等间距，则当双缝中发出光同时射到O 点附近的 P 点时，两束光波的路程差为 δ=r 2－r 1；由几何关系得：r 12 =L 2 +(x － 2 d )2 ， r 22=L 2+(x+ 2 d )2. 考虑到 L 》d 和 L 》x ，可得 δ= L dx .若光波长为λ， ⑴亮纹：则当δ=±k λ(k=0,1,2,…) 屏上某点到双缝的光程差等于波长的整数倍时，两束光叠加干涉加强； ⑵暗纹：当δ=±(2k －1)2 λ (k=0,1,2,…)屏上某点到双缝的光程差等于半波长的奇数倍时，两束光叠加干涉 减弱， 据此不难推算出： (1)明纹坐标 x=±k d L λ (k=0，1，2，…） (2)暗纹坐标 x=±(2k －1) d L ·2 λ (k=1，2，…） 第3课
选修3-5知识点 第十七章波粒二象性 17.1能量量子化 一、黑体与黑体辐射 1、热辐射：一切物体都 在辐射电磁波，这种辐 射与物体的温度有关。 物体在室温时，热辐射的主要成分是波长较长的电磁波，不能引起人的視觉。当温度升高时，热辐射中较短波长的成分越来越强。 2、热辐射的特性：辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而有所不同。 3、黑体：物体表面能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射。 除了热辐射之外，物体表面还会吸收和反射外界射来的电磁波。常温下我们看到的物体的颜色就是反射光所致。一些物体在光线照射下看起来比较黑，那是因为它吸收电磁波的能力较强，而反射电磁波的能力较弱。 4、黑体辐射：辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关。 二、黑体辐射的实验规律
1、从中可以看出，随着温度的升高，一方面，各种波长的强度有所增加，另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。 2、维恩公式在短波区与实验非常接近，在长波区则与实验偏离很大。 3、瑞利公式在长波区与实実验基本一致，但 在短波区与实验严重不符，不但不符，而且 当趋于0时，辐射强度竟变成无穷大，这显 然是荒谬。 三、能量子 1、ε叫能量子，简称量子，能量是量子化的，只能一份一份地按不连续方式辐射或吸收能量。 2、普朗克常量：对于频率为ν的能量子最小能量： ε=hν h=6.62610-34J/s。——普朗克常量 17.2光的粒子性 光是电磁波：光的干涉、衍射现象说明光是波。 一、光电效应的实验规律 1、光电效应：即照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出，发射出来的电子叫光电子。
2、研究光电效应的电路图：①K在受到光照时能够发射光电子汗，②光电子在UAK电场作用下形成光电流，③阳极A吸收阴极K发出的光电子。 3、存在着饱和电流：入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多。 4、存在着遏止电压和截止频率 ①使光电流减少到0的反向电压称为遏止电压。遏止电压的存在意味着光电子具有一定的初速度。 ②入射光的频率低于截止频率时不发生光电效应。 ③入射光强度决定着:单位时间内发射出来的电子数（光电子）。 ④入射光的频率（颜色）决定着能否发生光电效应和发生光电效应时光电子的最大初动能。 ⑤光电子的能量只与入射光的频率有关，而与入射光的强弱无关。 5、光电效应具有瞬时性。 二、光电效应解释中的疑难 1、逸出功W0：使电子脱离某种金属所做功的最小值。 ①金属表面层内存在一种力，阻碍电子的逃逸。 2、光越强，逸出的电子数越多，光电流也就越大。 3、经典理论无法解释光电效应的实验结果 三、爱因斯坦的光电效应方程 1、爱因斯坦的光量子假设：在空间传播的光也不是连续的，光不仅在发射和吸收时能量是一份一份的，而且光本身就是由一个个不可分割的能量子
第二讲 物 理 光 学 §2.1 光的波动性 2.1.1光的电磁理论 19世纪60年代，美国物理学家麦克斯韦发展了电磁理论，指出光是一种电磁波，使波动说发展到了相当完美的地步。 2.1.2光的干涉 1、干涉现象是波动的特性 凡有强弱按一定分布的干涉花样出现的现象，都可作为该现象具有波动本性的最可靠最有力的实验证据。 2、光的相干迭加 两列波的迭加问题可以归结为讨论空间任一点电磁振动的力迭加，所以，合振动平均强度为 )cos(212212 221??-++=A A A A I 其中1A 、2A 为振幅，1?、2?为振动初相位。 ???? ?=-=+=-==-1 2121 21 2 )(,2,1,0,)12(,2,1,0,2A A j j j j 为其他值且??π??π?? 2cos 4)()(1 2222 2 1 221??-=-=+=A I A A I A A I 干涉相消干涉相加 3、光的干涉 (1)双缝干涉 在暗室里，托马斯·杨利用壁上的小孔得到一束阳光。在这束光里，在垂直光束方向里放置了两条靠得很近的狭缝的黑屏，在屏在那边再放一块白屏，如图2-1-1所示， 于是得到了与缝平行的彩色条纹；如果在双缝前放一块滤光片，就得到明暗相同的条纹。 A 、 B 为双缝，相距为d ，M 为白屏与双缝相距为l ，DO 为AB 的中垂线。屏上距离O 为x 的一点P 到双缝的距离， 阳光 图2-1-1
2 22222)2(,)2( d x l PB d x l PA ++=-+= dx PA PB PA PB 2)()(=+?- 由于d 、x 均远小于l ，因此PB+PA=2l ，所以P 点到A 、B 的光程差为： x l d PA PB = -=δ 若A 、B 是同位相光源，当δ为波长的整数倍时，两列波波峰与波峰或 波谷与波谷相遇，P 为加强点（亮点）；当δ为半波长的奇数倍时，两列波波峰与波谷相遇，P 为减弱点（暗点）。因此，白屏上干涉明条纹对应位置 为 )2,1,0( =?? ±=k d l k x λ暗条纹对应位置为)2,1,0()21( =?-±=k l d k x λ。其 中k =0的明条纹为中央明条纹，称为零级明条纹；k =1，2…时，分别为中央明条纹两侧的第1条、第2条…明（或暗）条纹，称为一级、二级…明（或暗）条纹。 相邻两明（或暗）条纹间的距离 λ d l x = ?。该式表明，双缝干涉所得到 干涉条纹间的距离是均匀的，在d 、l 一定的条件下，所用的光波波长越长， 其干涉条纹间距离越宽。 x l d ?= λ可用来测定光波的波长。 (2)类双缝干涉 双缝干涉实验说明，把一个光源变成“两相干光源”即可实现光的干涉。类似装置还有 ①菲涅耳双面镜： 如图2-1-2所示，夹角α很小的两个平面镜构成一个双面镜（图中α已经被夸大了）。点光源S 经双面镜生成的像1S 和2S 就是两个相干光源。 ②埃洛镜 如图2-1-3所示，一个与平面镜L 距离d 很小（数量级0.1mm ）的点光源S ，它的一部分光线 图2-1-3 图2-1-2
实物粒子波粒二象性的介绍 今年十月份，在西安召开的物理创新大会上，有幸结识了熊承坤先生。熊老先生给我看了一张照片，照片上是气泡在水中上升的轨迹，是一个非常漂亮的波浪线。这充分说明了实物粒子具有波动性。 回来后我购置了实验器材，亲自做了这方面的实验，发现实验效果非常直观、明显。 下面我简要把气泡的运动特点介绍一下： 1）气泡从针孔中刚冒出时，要经历一小段直线加速过程，当速度达到一定值时开始做规则的波动。这时速度趋于恒定。 2）气泡越大，波长越短；气泡越小，波长越长。当气泡过于小时，它在水中上升的速度一直很小，形成不了波动，在水中直线上升。 3）气泡形成波动时，虽然波长不同，但对应的速度几乎相等。 4）一个气泡的波动轨迹并不在同一平面内，是螺旋上升的；俯视，其为椭圆。 这是实物粒子具有波粒二象性最直观、明显的例子。
为什么在空气中运动的子弹、小球等不会有明显的波动性呢？ 为什么在水中运动的气泡会有的波动性呢？ 这恰恰说明实物粒子之所以具有波动性，是当它们运动时，受其周围介 质作用的结果。 在空气中运动的子弹、小球等之所以不会有明显的波动性，是因为空气 的密度较小，而子弹、小球的质量较大，空气对子弹、小球的作用很难体现。 在水中运动的气泡之所以有明显的波动性，是因为水的密度较大，而气泡的质量较小，水对运动的气泡的作用使气泡产生了明显的波动。 为什么在真空中高速运动的电子、中子等会具有的波动性呢？ 这恰恰说明真空不是空的，真空中有某种物质存在。这种物质对运动的电子、中子作用使它们产生波动。 在此，我们应把波动分类： 1）像我们常见的在绳子上传播的绳波，在水中传播的水波等，这些波传播的是振动，媒质并没随波动传播。例如，绳子也好、水也好它们本身并没有随波动传播出去。 2）另一类就完全不同，像水中运动的气泡，像高速运动的电子、中子等，它们是实实在在的粒子在运动，由于与介质的作用，使它们的运动呈现出波动性。 了解了波动的不同分类，我们就容易认清光的本质了。 从光电效应、康普顿效应等可以看出，光具有明显的粒子性，所以说光子是实实在在的粒子。 光子在影子物质空间中高速运动，使其具有了波动。 光子质量越大，所对应的波长越短，频率越大。 在此我强调一下，光子是有质量的，光子质量为： 2c h m γ=
高考物理近代物理知识点之波粒二象性难题汇编附解析(4) 一、选择题 1．关于近代物理，下列说法正确的是（） A．射线是高速运动的氦原子 B．核聚变反应方程，表示质子 C．从金属表面逸出的光电子的最大初动能与照射光的频率成正比 D．玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氦原子光谱的特征 2．已知钙和钾的截止频率分别为7.73×1014Hz和5.44×1014Hz，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，下列说法正确的是（） A．钾的逸出功大于钙的逸出功 B．钙逸出的电子的最大初动能大于钾逸出的电子的最大初动能 C．比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钙逸出的光电子具有较大的波长D．比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钙逸出的光电子具有较大的动量 3．在光电效应实验中，用同一光电管在不同实验条件下得到了甲、乙、丙三条光电流与电压之间的关系曲线．下列判断正确的是（） A．甲光的频率大于乙光的频率 B．乙光的波长小于丙光的波长 C．乙光的强度低于甲光的强度 D．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能 4．用大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁释放的光子，照射某种金属，结果有两种频率的光子能使该金属发生光电效应。已知氢原子处在n=1、2、3、4能级时的能量分别为E1、E2、E3、E4，能级图如图所示。普朗克常量为h，则下列判断正确的是（） A．这些氢原子共发出8种不同频率的光子 B．氢原子从n=4能级跃迁到n=1能级释放光子，氢原子核外电子的动能减小 C．能使金属发生光电效应的两种光子的能量分别为E4﹣E3、E4﹣E2 D．金属的逸出功W0一定满足关系：E2﹣E1＜W0＜E3﹣E1 5．下列说法正确的是()
高三物理总复习 12.2光的波动性章节测试 鲁科版 一、单项选择题 1．(2010年高考江苏卷)激光具有相干性好、平行度好、亮度高等特点，在科学技术和日常生活中应用广泛．下面关于激光的叙述正确的是( ) A ．激光是纵波 B ．频率相同的激光在不同介质中的波长相同 C ．两束频率不同的激光能产生干涉现象 D ．利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离 解析：选D.激光是横波，A 项错；光在不同介质中传播速度不同，波长也不同，B 项错；相干光的条件是频率相同，C 项错，D 项正确. 2．(2011年陕西汉中质检)下列有关光现象的说法中正确的是( ) A ．在太阳光照射下，水面上油膜出现彩色花纹是光的色散现象 B ．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，则干涉条纹间距变窄 C ．光纤通信应用了光的全反射原理 D ．光的偏振现象说明光是一种纵波 解析：选C.太阳光照射下的油膜出现的彩色花纹是从油膜上下两个表面反射出来的光线干涉的结果，不是色散，故A 项错误；在双缝干涉实验中，得到的条纹间距Δy ＝l d λ，若仅将入射光由绿光改为红光，光的波长λ变大，则条纹间距Δy 变宽，故B 项错误；光纤通信是利用全反射来传递光信号的，故C 项正确；光波是电磁波，是横波，故D 项错误． 3．(2011年上海模拟)在杨氏双缝干涉实验中，如果( ) A ．用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹 B ．用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹 C ．用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色条纹 D ．用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上将呈现间距相等的条纹 解析：选B.白光作为光源，屏上将呈现彩色条纹，A 错；B 为红光的双缝干涉，图样为红黑相间，故B 正确；红光和紫光频率不同，不能产生干涉图样，C 错；遮住一条狭缝时，紫光将发生单缝衍射，形成不等间距的衍射图样，D 错误． 4．(2011年北京石景山模拟)在信息技术迅猛发展的今天，光盘是存储信息的一种重要媒介．光盘上的信息通常是通过激光束来读取的．若激光束不是垂直投射到盘面上，则光线在通过透明介质层时会发生偏折而改变进行的方向，如图所示．下列说法正确的是( ) A ．图中光束①是红光，光束②是蓝光 B ．在光盘的透明介质层中，光束①比光束②传播速度更快 C ．若光束①②先后通过同一单缝衍射装置，光束①的中央亮纹比光束②的窄 D ．若光束①②先后通过同一双缝干涉装置，光束①的条纹宽度比光束②的宽 解析：选C.由图可知，光束①的折射率大于光束②的折射率，即n 1＞n 2，而n 红＜n 蓝，选项
一、选择题（在下列各题的四个选项中，只有一个选项是最符合题目要求的， 请你把正确的答案填写在括号内。每小题2分，共20分） 1、一平面简谐波在弹性媒质中传播时，某一时刻在传播方向上媒质中某质元在负的最大位移处，则它的能量是 【 B 】 A.动能为零，势能最大； B.动能为零，势能为零； C.动能最大，势能最大； D.动能最大，势能为零。 2、1mol 刚性双原子分子理想气体，当温度为T 时，其内能为： 【 C 】 (式中R 为摩尔气体常数，k 为玻耳兹曼常数)。 3、一束白光垂直照射在一光栅上，在形成的同一级光栅光谱中，偏离中央明纹最远的是：【 D 】 A. 紫光； B. 绿光； C. 黄光； D. 红光。 4、频率为100Hz ，传播速度为300m/s 的平面简谐波 ，波线上两点振动的相位差为2/3π，则此两点相距： 【 A 】 A. 1m ； B. 2.19m ； (C) 0.5m ； (D) 28.6m 。 5、自然光以600 的入射角照射到某两介质交界面时，反射光恰为线偏振光，则折射光为：【 B 】 A.线偏振光且折射角是300； B.部分偏振光且折射角是300； C.部分偏振光，但须知两种介质的折射率才能确定折射角； D.部分偏振光且只在该光由真空入射到折射率为3的介质时，折射角是300。 6、平衡状态下，可由麦克斯韦速率分布律导出气体的三种特征速率，这三种速率与温度及分子质量间的关系及它们之间的关系分别是 【 B 】 A.这三种速率随着温度的升高而线性增加； B. p v v <<； C. 这三种速率均与单个分子的质量成反比； D. p v v <<。 7、两个卡诺热机的循环曲线如图所示。一个工作在温度为T 1和T 3的两个热源之间，另一个工作在温度为T 2和T 3的两个热源之间，已知这两个循环曲线所围的面积相等，由此可知：【 D 】 A.两热机的效率一定相等； B.两热机从高温热源所吸收的热量一定相等； C.两热机向低温热源所放出的热量一定相等； D.两热机吸收的热量与放出的热量(绝对值) 的差值一定相等。 8、反映微观粒子运动的基本方程是 【 C 】
3光的波粒二象性 4实物粒子的波粒二象性 (时间：60分钟) 知识点一康普顿效应 1．白天的天空各处都是亮的，是大气分子对太阳光散射的结果．美国物理学家康普顿由于在这方面的研究而荣获了1927年的诺贝尔物理学奖，假设一个运动的光子和一个静止的自由电子碰撞以后，电子向某一个方向运动，光子沿另一方向散射出去，则这个散射光子跟原来的光子相比 ()． A. 频率变大B．速度变小 C．光子能量变大 D. 波长变长 解析光子与自由电子碰撞时，遵守动量守恒和能量守恒，自由电子碰撞前 静止，碰撞后动量、能量增加，所以光子的动量、能量减小，由λ＝h p，ε＝hν 可知光子频率变小，波长变长，故D正确，由于光子速度是不变的，故B错误． 答案 D 2．科学研究证明，光子有能量也有动量，当光子与电子碰撞时，光子的一些能量转移给了电子．假设光子与电子碰撞前的波长为λ，碰撞后的波长为λ′，
则碰撞过程中 ()．A．能量守恒，动量守恒，且λ＝λ′ B．能量不守恒，动量不守恒，且λ＝λ′ C．能量守恒，动量守恒，且λ<λ′ D．能量守恒，动量守恒，且λ>λ′ 解析能量守恒和动量守恒是自然界的普遍规律，适用于宏观世界也适用于微观世界．光子与电子碰撞时遵循这两个守恒定律．光子与电子碰撞前光子 的能量E＝hν＝h c λ，当光子与电子碰撞时，光子的一些能量转移给了电子， 光子的能量E′＝hν′＝h c λ′，由E>E′，可知λ<λ′，选项C正确． 答案 C 3．频率为ν的光子，具有的动量为hν c，将这个光子打在处于静止状态的电子上， 光子将偏离原来的运动方向，这种现象称为光的散射．散射后的光子 ()．A．虽改变原来的运动方向，但频率保持不变 B．光子将从电子处获得能量，因而频率将增大 C．散射后光子的能量减小，因而光子的速度减小 D．由于电子受到碰撞，散射后的光子频率低于入射光的频率 解析由动量公式p＝h λ，在康普顿效应中，当入射光子与电子碰撞时，要把 一部分动量转移给电子，因而光子动量变小，波长变长，频率变小．而光的传播速度不变． 答案 D 知识点二光的波粒二象性 4．物理学家做了一个有趣的实验：如图4-3、4-2所示，在双缝干涉实验中，在光屏处放上照相底片，若减弱光的强度，使光子只能一个一个地通过狭缝，实验结果表明，如果曝光时间不太长，底片上只出现一些不规则的点；如果
高中物理-波粒二象性测试题 一、选择题 1、入射光照射到金属表面上发生了光电效应,若入射光的强度减弱,但频率保持不变,那么以下说法正确的是（） A．从光照射到金属表面到发射出光电子之间的时间间隔明显增加 B．逸出的光电子的最大初动能减小 C．单位时间内从金属表面逸出的光电子的数目减少 D．有可能不再产生光电效应 2、爱因斯坦由光电效应的实验规律,猜测光具有粒子性,从而提出光子说。从科学研究的方法来说这属于（） A．等效代替B．控制变量 C．科学假说D．数学归纳 3、如图1所示,画出了四种温度下黑体辐射的强度与波长的关系图象,从图象可以看出,随着温度的升高,则（） A．各种波长的辐射强度都有增加 B．只有波长短的辐射强度增加 C．辐射强度的极大值向波长较短的方向移动 D．辐射电磁波的波长先增大后减小 4、对光的认识,以下说法正确的是（） 图1 A．个别光子的行为表现为粒子性,大量光子的行为表现为波动性 B．光的波动性是光子本身的一种属性,不是光子之间的相互作用引起的 C．光表现出波动性时,不具有粒子性；光表现出粒子性时,不具有波动性D．光的波粒二象性应理解为：在某些场合下光的波动性表现明显,在另外一些场合下,光的粒子性表现明显 5、光子打在处于静止状态的电子上,光子将偏离原来的方向而发生散射,康普顿对散射的解释为（） A．虽然改变原来的运动方向,但频率保持不变 B．光子从电子处获得能量,因而频率增大 C．入射光引起物质内电子做受迫振动,而从入射光中吸收能量后再释放,释
放出的散射光频率不变 D ．由于电子受碰撞后得到动量,散射后的光子频率低于入射光的频率 6、一束绿光照射某金属发生了光电效应,则下列说法正确的是（ ） A ．若增加绿光的照射强度,则逸出的光电子数增加 B ．若增加绿光的照射强度,则逸出的光电子最大初动能增加 C ．若改用紫光照射,则可能不会发生光电效应 D ．若改用紫光照射,则逸出的光电子的最大初动能增加 7、用波长为λ1和λ2的单色光1和2分别照射金属1和2的表面。色光1照射 金属1和2的表面时都有光电子射出,色光2照射金属1时有光电子射出,照射金属2时没有光电子射出。设金属1和2的逸出功为W 1和W 2,则有（ ） A ．λ1>λ2,W 1>W 2 B ．λ1>λ2,W 1 如有你有帮助，请购买下载，谢谢！ 一、选择题（在下列各题的四个选项中，只有一个选项是最符合题目要求的， 请你把正确的答案填写在括号内。每小题2分，共20分） 1、一平面简谐波在弹性媒质中传播时，某一时刻在传播方向上媒质中某质元在负的最大位移处，则它的能量是 【 B 】 A.动能为零，势能最大； B.动能为零，势能为零； C.动能最大，势能最大； D.动能最大，势能为零。 2、1mol 刚性双原子分子理想气体，当温度为T 时，其内能为： 【 C 】 (式中R 为摩尔气体常数，k 为玻耳兹曼常数)。 3、一束白光垂直照射在一光栅上，在形成的同一级光栅光谱中，偏离中央明纹最远的是：【 D 】 A. 紫光； B. 绿光； C. 黄光； D. 红光。 4、频率为100Hz ，传播速度为300m/s 的平面简谐波 ，波线上两点振动的相位差为2/3π，则此两点相距： 【 A 】 A. 1m ； B. 2.19m ； (C) 0.5m ； (D) 28.6m 。 5、自然光以600 的入射角照射到某两介质交界面时，反射光恰为线偏振光，则折射光为：【 B 】 A.线偏振光且折射角是300； B.部分偏振光且折射角是300； C.部分偏振光，但须知两种介质的折射率才能确定折射角； D.部分偏振光且只在该光由真空入射到折射率为3的介质时，折射角是300。 6、平衡状态下，可由麦克斯韦速率分布律导出气体的三种特征速率，这三种速率与温度及分子质量间的关系及它们之间的关系分别是 【 B 】 A.这三种速率随着温度的升高而线性增加； B. p v v <<； C. 这三种速率均与单个分子的质量成反比； D. p v v <<。 7、两个卡诺热机的循环曲线如图所示。一个工作在温度为T 1和T 3的两个热源之间，另一个工作在温度为T 2和T 3的两个热源之间，已知这两个循环曲线所围的面积相等，由此可知：【 D 】 A.两热机的效率一定相等； B.两热机从高温热源所吸收的热量一定相等； C.两热机向低温热源所放出的热量一定相等； D.两热机吸收的热量与放出的热量(绝对值) 的差值一定相等。 8、反映微观粒子运动的基本方程是 【 C 】 高考物理近代物理知识点之波粒二象性图文答案(4) 一、选择题 1．下图为氢原子的能级图．现有两束光，a 光由图中跃迁①发出的光子组成，b 光由图中跃迁②发出的光子组成，已知a 光照射x 金属时刚好能发生光电效应，则下列说法正确的是 A ．x 金属的逸出功为2.86 eV B ．a 光的频率大于b 光的频率 C ．氢原子发生跃迁①后，原子的能量将减小3.4 eV D ．用b 光照射x 金属，打出的光电子的最大初动能为10.2 eV 2．三束单色光1、2和3的频率分别为1v 、2v 和3123()v v v v >>。分别用这三束光照射同一种金属，已知用光束2照射时，恰能产生光电效应。下列说法正确的是( ) A ．用光束1照射时，一定不能产生光电效应 B ．用光束3照射时，一定能产生光电效应 C ．用光束3照射时，只要光强足够强，照射时间足够长，照样能产生光电效应 D ．用光束1照射时，无论光强怎样，产生的光电子的最大初动能都相同 3．下列说法中正确的是 A ．阳光下肥皂泡上的彩色条纹和雨后彩虹的形成原理是相同的 B ．只有大量光子才具有波动性，少量光子只具有粒子性 C ．电子的衍射现象说明其具有波动性，这种波不同于机械波，它属于概率波 D ．电子显微镜比光学显微镜的分辨率更高，是因为电子穿过样品时发生了更明显的衍射 4．如图是 a 、b 两光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样，则 A ．从同种介质射入真空发生全反射是 b 光临界角大 B．在同种均匀介质中，a 光的传播速度比 b 光的大 C．照射在同一金属板上发生光电效应时，a 光的饱和电流大 D．若两光均由氢原子能级跃迁发生，产生 a 光的能级能量差小 5．如图所示，当氢原子从n=4能级跃迁到n=2的能级和从n=3能级跃迁到n=1的能级时，分别辐射出光子a和光子b，则 A．由于辐射出光子，原子的能量增加 B．光子a的能量小于光子b的能量 C．光子a的波长小于光子b的波长 D．若光子a能使某金属发生光电效应，则光子b不一定能使该金属发生光电效应 6．用如图甲所示的装置研究光电效应现象.用频率为ν的光照射光电管时发生了光电效应.图乙是该光电管发生光电效应时光电子的最大初动能E k与入射光频率ν的关系图象，图线与横轴的交点坐标为(a,0)，与纵轴的交点坐标为(0，－b)，下列说法中正确的是() A．普朗克常量为h＝b a B．仅增加照射光的强度，光电子的最大初动能将增大 C．保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，电流表G的示数保持不变D．保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，电流表G的示数增大7．关于光电效应，下列说法正确的是 A．光电子的最大初动能与入射光的频率成正比 B．光的频率一定时，入射光越强，饱和电流越大 C．光的频率一定时，入射光越强，遏止电压越大 D．光子能量与光的速度成正比 8．下列说法中正确的是 A．根据爱因斯坦的“光子说”可知，光的波长越大，光子的能量越小 专题十四 振动和波动 光及光的波动性 考点1| 振动与波动的综合应用 难度：中档题 题型：选择题、填空题和计 算题 五年4考 (对应学生用书第79页) 1．(2015·江苏高考T 12(B)(1)(2))(1)(多选)一渔船向鱼群发出超声波，若鱼群正向渔船靠近，则被鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比( ) 【导学号：17214203】 A ．波速变大 B ．波速不变 C ．频率变高 D ．频率不变 (2)用2×106 Hz 的超声波检查胆结石，该超声波在结石和胆汁中的波速分别为2 250 m/s 和1 500 m/s ，则该超声波在结石中的波长是胆汁中的________倍．用超声波检查胆结石是因为超声波的波长较短，遇到结石时________(选填“容易”或“不容易”)发生衍射． 【解析】 (1)渔船与鱼群发生相对运动，被鱼群反射回来的超声波的速度大小不变；由多普勒效应知，反射回来的超声波的频率变高，故选项B 、C 正确． (2)由v ＝λf 知，超声波在结石中的波长λ1＝v 1f ，在胆汁中的波长λ2＝v 2f ，则波 长之比：λ1λ2＝v 1v 2 ＝1．5． 超声波遇到结石时，其波长远小于结石的线度，则超声波遇到结石时不容易发生衍射现象． 【答案】 (1)BC (2)1．5 不容易 2．(2017·江苏高考T 12(B)(2))野生大象群也有自己的“语言”．研究人员录下象群“语言”交流时发出的声音，发现以2倍速度快速播放录音时，能听到比正常播放时更多的声音．播放速度变为原来的2倍时，播出声波的______(选填“周期”或“频率”)也变为原来的2倍，声波传播速度________(选填“变大”“变小”或“不变”)． 【解析】 播放速度加倍，其频率加倍，但声波传播速度由介质决定，与频率无关． 【答案】 频率 不变 3．(2014·江苏高考T 12(B)(2))在“探究单摆的周期与摆长的关系”实验中，某同学准备好相关实验器材后，把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度后释放，同时按下秒表开始计时，当单摆再次回到释放位置时停止计时，将记录的这段时间作为单摆的周期．以上操作中有不妥之处，请对其中两处加以改正． 【解析】 ①应在摆球通过平衡位置时开始计时；②应测量单摆多次全振动的时间，再计算出周期的测量值．(或在单摆振动稳定后开始计时) 【答案】 见解析 4．(2013·江苏高考T 12(B)(1))如图14-1所示的装置，弹簧振子的固有频率是4 Hz ．现匀速转动把手，给弹簧振子以周期性的驱动力，测得弹簧振子振动达到稳定时大学物理2答案
高考物理近代物理知识点之波粒二象性图文答案(4)
2018版高考物理二轮(江苏专版)教师用书：第一部分 专题十四 振动和波动 光及光的波动性 Word版含解析
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