物理选修3-5人教版 17.3粒子的波动性 (共22张PPT)

课时作业8 粒子的波动性

1．人类对光的本性的认识经历了曲折的过程。下列关于光的本性的陈述符合科学规律或历史事实的是( )

A．牛顿的“微粒说”与爱因斯坦的“光子说”本质上是一样的

B．光的双缝干涉实验显示了光具有波动性

C．麦克斯韦预言了光是一种电磁波

D．光具有波粒二象性

解析：牛顿的“微粒说”认为光是从光源发出的一种物质微粒，在均匀的介质中以一定的速度传播；爱因斯坦的光子说认为光是一种电磁波，在空间传播时是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子，故本质是不同的，A错。

答案：B、C、D

2．能说明光具有波粒二象性的实验是( )

A．光的干涉和衍射

B．光的干涉和光电效应

C．光的衍射和康普顿效应

D．光电效应和康普顿效应

解析：光的干涉和光的衍射只说明光具有波动性，光电效应和康普顿效应只说明光具有粒子性，B、C正确。

答案：B、C

3．关于光的本性，下列说法中正确的是( )

A．光子说并没有否定光的电磁说 B．光电效应现象反映了光的粒子性

C．光的波粒二象性是综合了牛顿的微粒说和惠更斯的波动说提出来的

D．大量光子产生的效果往往显示出粒子性，个别光子产生的效果往往显示出波动性

解析：光既有粒子性，又有波动性，但这两种特性并不是牛顿所支持的微粒说和惠更斯提出的波动说，它体现出的规律不再是宏观粒子和机械波所表现出的规律，而是自身体现的一种微观世界特有的规律。光子说和电磁说各自能解释光特有的现象，两者构成一个统一的整体，而微粒说和波动说是相互对立的。

答案：A、B

4．下列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，其波动性越明显；波长越短，其粒子性越显著

D．大量光子的行为往往显示出粒子性

解析：一切光都具有波粒二象性，光的有些行为(如干涉、衍射)表现出波动性，光的有些行为(如光电效应)表现出粒子性，所以，不能说有的光是波，有的光是粒子。虽然光子与电子都是微观粒子，都具有波粒二象性，但电子是实物粒子，有静止质量，光子不是实物粒子，没有静止质量，电子是以实物形式存在的物质，光子是以场形式存在的物质，所以，不能说光子与电子是同样的一种粒子。光的波粒二象性的理论和实验表明，大量光子的行为表现出波动性，个别光子的行为表现出粒子性，光的波长越长，衍射性越好，即波动性越显著，光的波长越短，其光子能量越大，个别或少数光子的作用就足以引起接收装置的反应，所以其粒子性就很显著，故选项C正确。A、B、D错误。

人教版高中物理选修3—5知识点总结

第十六章 动量守恒定律动

16.1实验探究碰撞中的不变量

碰撞的特点:1、相互作用时间极短。

2.相互作用力极大，即内力远大于外力。

3、速度都发生变化。

一、实验的基本思路

1、一维碰撞：我们只研究最简单的情况——两个物体碰撞前沿同一直线运动，碰撞后仍沿同一直线运动。

2、猜想与假设：一个物体的质量与它的速度的乘积是不是不变量?

3、碰撞可能有很多情形。例如两个物体可能碰后分开，也可能粘在一起不再分开。

二、需要考虑的问题

①如何保证碰撞是一维的？即两个物体在碰撞之前沿同一直线运动，碰撞之后还沿同一直线运动。在固定的轨道上做实验——气垫导轨。

②怎样测量物体的质？用天平测量。

③怎样测量两个物体在磁撞前后的速度?

速度的测量：可以充分利用所学的运动学知识，如利用匀速运动、平抛运动，并借助于斜槽、气垫导轨、打点计时器和纸带等来达到实验目的和控制实验条件。

④数据处理：列表。

参考案例一气垫导轨和光电门研究碰撞。

参考案例二利用单摆研究碰撞

参考案例三利用打点计时器研究碰撞

参考案例四利用平抛运动研究碰撞

研究能量损失较小的碰撞时，可以选用参考案例二;研究碰撞后两个物体结合在一起的情况时，可以选用参考案例三。参考案例四测出小球落点的水平距离可根据平抛运动的规律计算出小球的水平初速度。实验设计思想巧妙之处在于用长度测量代替速度测量。

16.2动量定理

一、动量

1、定义：把物体的质量 m和速度ʋ的乘积叫做物体的动量p，用公式表示为p = mʋ

2、单位：在国际单位制中，动量的单位是千克米每秒，符号是 kg•m/s

3、动量是矢量：方向由速度方向决定，动量的方向与该时刻速度的方向相同。

4、注意：物体的动量，总是指物体在某一时刻的动量，即具有瞬时性，故在计算时相应的速度应取这一时刻的瞬时速度。

5、动量的变∆p

①某段运动过程（或时间间隔）末状态的动量p' ，跟初状态的动量p的矢量差，称为动量的变化（或动量的增量），即p = p' - p。

第十七章 波粒二象性

〔情 景 切 入〕

1990年，德国物理学家普朗克提出了一个大胆的假设：粒子的能量只能是某一最小能量值的整数倍。这一假说不仅解决了热辐射问题，同时也改变了人们对微观世界的认识。

光在爱因斯坦的眼里成了“粒子”，电子、质子等在德布罗意看来具有了波动性……

光到底是什么？实物粒子真的具有波动性吗？让我们一起进入这种神奇的微观世界，去揭开微观世界的奥秘吧。

〔知 识 导 航〕

本章内容涉及微观世界中的量子化现象。首先从黑体和黑体辐射出发，提出了能量的量子化观点，进而通过实验研究光电效应现象，用爱因斯坦的光子说对光电效应的实验规律做出合理解释，明确了光具有波粒二象性，进而将波粒二象性推广到运动的实物粒子，提出了德布罗意波的概念，经分析和研究得出光波和德布罗意波都是概率波以及不确定性关系的结论。

本章内容可分为三个单元：(第一～二节)主要介绍了能量量子化和光的粒子性；第二单元(第三节)介绍了粒子的波动性；第三单元(第四～五节)介绍了概率波和不确定性关系。

本章的重点是：普朗克的能量量子化假设、光电效应、光电效应方程、德布罗意波。本章的难点是：光电效应的实验规律和波粒二象性。

〔学 法 指 导〕

1．重视本章实验的理解。本章知识理论性很强，涉及的新概念较多，也比较抽象，但它们作为物理量都有其实验事实基础，所以在学习时要结合实验来理解它们，就不会觉得那么抽象。

2．注意体会人类认识微观粒子本性的历史进程。人类认识微观粒子本性的进程是波浪形的，在曲折中前进，旧的理论总是被新发现、新的实验事实否定，为解释新实验事实又提出新的理论。光电效应和康普顿效应证明了光是一种粒子，但光的干涉和衍射又证明了光是一种波，因此光是一种波——电磁波，同时光也是一种粒子——光子。也就是说光具有波粒二象性。光在空间各点出现的概率是受波动规律支配的，因此光是一种概率波。

3．学习本章知识会用到以前学过的知识，如光的干涉、衍射，弹性碰撞、动量定理和动能定理等，因此可以有针对性地复习过去的这些知识，对顺利学习本章内容会有帮助。

选修3-5波粒二象性、原子结构、原子核知识小结(总6页)

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-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除 第17章《波粒二象性》知识小结

考点93、普朗克能量子假说 黑体和黑体辐射

引言：历史背景——19世纪末，人们认为经典物理学已形成完整体系，只剩下修补、完善工作。但仍存在光速问题和黑体辐射问题。（前者引发了相对论，后者引发了量子力学）另：光的干涉、衍射实验已证实光是一种波，光的偏振实验已证实光是横波，并由物理学家麦克斯韦预言、由赫兹实验证实光是电磁波。

1、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（还与材料的种类 和表面状况有关），这种现象叫热辐射； 规律：当温度升高时，热辐射中较短波长的成分越来越强。除热辐射外，物体的表面还会吸收和反射电磁波。

②黑体、黑体辐射：黑体是指能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射 的物体；黑体辐射的特点：辐射的电磁波强度按波长的分布只与黑体的温度有关。

③黑体辐射的实验规律：a、当温度升高时，各种波长的电磁波的辐射强度都增加；

b、当温度升高时，辐射强度的最大值向波长较短（即频率较大）的方向移动。

④经典理论解释的困难：在经典理论解释中有两个人的研究较出色，但都存在缺陷。维恩公式：在短波区与实验非常接近，而长波区与实验偏离很大；瑞利公式：在长波区与实验基本一致，而短波区与实验严重不符，不但不符，而且当波长趋于0（即频率很大）时，辐射强度趋于无穷大——史称“紫外灾难”。

2、能量子（普朗克） ①内容：振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值的整数倍，其辐射或吸收的能量也只能以这个最小能量值为单位一份一份地辐射或吸收。这个不可再分的最小能量值叫能量子。

★★1900年普朗克能量子假设重点强调微观粒子的能量是不连续的，即电磁波在吸收和辐射时是一份一份的，但没有指明电磁的传播是不连续的，另外真正说明物质世界量子性质的科学家是爱因斯坦。能量子公式：ε＝h （式中h叫普朗克常量，是电磁波的频率）。振动着的带电微粒的能量：E＝nh （n叫量子数，为自然数），在宏观世界中，通常认为能量是连续的，而微观世界中能量是分立的。