第四章 原子结构和波粒二象性 大单元教学说课-高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第三册

第四章 原子结构和波粒二象性

1. 普朗克黑体辐射理论 ................................................................................................. - 1 -

2. 光电效应 .................................................................................................................... - 1 -

3．原子的核式结构模型 .............................................................................................. - 15 -

4. 氢原子光谱和玻尔的原子模型 ............................................................................... - 26 -

5. 粒子的波动性和量子力学的建立 ........................................................................... - 39 -

章末复习提高................................................................................................................ - 47 -

1. 普朗克黑体辐射理论

2. 光电效应

一、能量量子化

1．黑体辐射

(1)随着温度的升高，一方面，各种波长的辐射强度都有增加，另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。

(2)维恩和瑞利的理论解释

- 1 - 第四章测评

（时间:60分钟 满分：100分）

一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分.每小题只有一个选项符合题目要求)

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。动量变大

C.光子能量变大 D.波长变长

解析光子与电子碰撞时,遵守动量守恒定律和能量守恒定律，自由电子被碰前静止,被碰后动量、能量增加，所以光子的动量、能量减小。故选项D正确。

答案D

2.电子显微镜的最高分辨率高达0。2 nm，如果有人制造出质子显微镜,在加速到相同的速度情况下，质子显微镜的最高分辨率将( ）

A。小于0.2 nm B.大于0。2 nm

C。等于0。2 nm D.以上说法均不正确

- 2 - 解析显微镜的分辨能力与波长有关，波长越短其分辨率越高，由λ=ℎℎ知,如果把质子加速到与电子相同的速度,因质子的质量更大，则质子的波长更短,分辨能力更高。

答案A

3.下列对于氢原子光谱实验规律的认识中，正确的是( )

A.因为氢原子核外只有一个电子，所以氢原子只能产生一种波长的光

B。氢原子产生的光谱是一系列波长不连续的谱线

C。氢原子产生的光谱是一系列亮度不连续的谱线

D.氢原子产生的光的波长大小与氢气放电管放电强弱有关

解析氢原子核外只有一个电子，氢原子只能产生一些特殊频率的谱线，即产生一些特殊波长的光，A选项错误;氢原子产生的光谱是一系列波长不连续的谱线，B选项正确；氢原子光谱是氢原子发射光子时形成的发射光谱,光谱都不是连续的，与亮度无关,C选项错误；氢原子产生的光的波长大小与氢气放电管放电强弱无关,D选项错误。

答案B

4。(2020上海黄浦区二模)不带电的锌板和验电器用导线相连。若用甲灯照射锌板，验电器的金属箔片不张开；若用乙灯照射锌板，验电器的金属箔片张开,如图所示。则与甲灯相比，乙灯发出的光（ )

湖南武冈二中2020-2021学年高二下学期物理选择性必修第三册第四章原子结构和波粒二象性试卷（人教版（2019）Word版，含答案）

考试范围：选择性必修第三册第四章原子结构和波粒二象性

考试时间：75分钟命题人：邓老师

注意事项：

1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息

2．请将答案正确填写在答题卡上

第I卷（选择题）

一、单选题(共28分)

1．(本题4分)如图所示，蓝光光盘（BD）可用以储存高品质的影音以及高容量的数据。它采用波长约为405nm的蓝色激光进行读写操作，高密度数字视频光盘（DVD）则采用波长约为650nm的红色激光进行读写操作。若BD和DVD由相同材料制成，则（ ）

A．蓝光在光盘里传播速度比红光大

B．蓝光光子的能量比红光光子能量小

C．蓝光比红光波长短，聚焦后焦点直径更小，因此BD容量更大

D．相同尺寸的空盘最大存储数据能力由写入方式决定，与采用蓝光还是红光写入无关

2．(本题4分)用频率为0ν的光照射大量处于基态的氢原子，在所发射的光谱中仅能观测到频率分别为1、2和3的三条谱线，且321，则（ ）

A． 01 B． 321 C． 0123 D．

123111

3．(本题4分)近年来，无线光通信技术（不需光纤，利用红外线在空间的定向传播来传递信息的通信手段）在局域网、移动通信等多方面显示出巨大的应用前景。以下说法正确的是（ ）

①光通信就是将文字、数据、图像等信息转换成光信号从一地传向另一地的过程

①光纤通信中的光信号在光纤中传输，无线光通信的光信号在空气中传输 ①红外线的频率比可见光的频率高

①红外光子的能量比可见光子的能量大

A．①① B．①① C．①① D．①①

4．(本题4分)关于粒子散射实验及核式结构模型，下列说法正确的是（ ）

A．实验装置从粒子源到荧光屏的空间处于真空环境中

B．绝大多数粒子穿过金箔后发生大角度偏转

2025高考物理步步高同步练习选修3第四章 原子结构和波粒二象性第2课时 康普顿效应 光的波粒二象性

[学习目标] 1.了解康普顿效应及其意义.2.了解光的波粒二象性．

一、康普顿效应和光子的动量

1．康普顿效应：在研究石墨对X射线的散射时，发现在散射的X射线中，除了与入射波长λ0相同的成分外，还有波长大于λ0的成分，这个现象称为康普顿效应． 2．康普顿效应的意义：康普顿效应表明光子不仅具有能量而且具有动量．

3．光子的动量

(1)表达式：p＝hλ.

(2)说明：在康普顿效应中，当入射的光子与晶体中的电子碰撞时，要把一部分动量转移给电子，光子的动量可能变小．因此，有些光子散射后波长变大．

二、光的波粒二象性

光的干涉、衍射、偏振现象表明光具有波动性，光电效应和康普顿效应表明光具有粒子性，光既具有波动性，又具有粒子性，即光具有波粒二象性．

判断下列说法的正误．

(1)光子的动量与波长成反比．( √ )

(2)光子发生散射后，其波长变大．(

√ )

(3)光具有粒子性，但光子又不同于宏观观念的粒子．( √ )

(4)光在传播过程中，有的光是波，有的光是粒子．( × )

一、康普顿效应和光子的动量

1．康普顿效应的解释

假定光子与电子发生弹性碰撞，按照爱因斯坦的光子说，一个光子不仅具有能量ε＝hν，而且具有动量．如图所示，这个光子与静止的电子发生弹性碰撞，光子把部分动量转移给了电子，动量由hλ减小为hλ′，因此p减小，波长增大．

2．康普顿效应的意义

康普顿效应进一步揭示了光的粒子性，也再次证明了爱因斯坦光子说的正确性．

例1 美国物理学家康普顿在研究石墨对X射线的散射时，用X光对静止的电子进行照射，照射后电子获得速度的同时，X光光子的运动方向也会发生相应的改变．下列说法正确的是( )

A．当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把部分动量转移给电子，因此光子散射后频率变大

B．康普顿效应揭示了光的粒子性，表明光子除了具有能量之外还具有动量