新课标2012届高考物理总复习配套课件16-1课时1 波粒二象性
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第十章 电磁波与信息技术页数:35
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教科版初三物理电磁波与信息技术同步讲义页数:9
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初中信息技术课件全部页数:103
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高二物理竞波粒二象性课件
10
5）光的波粒二象性： 干涉、衍射和偏振显示了光的波动性， 光电效应和康普顿效应显示了光的粒子性。 光波也是几率波，光波的干涉是 几率波之间的干涉。 光的波动性是指具有可叠加性， 光的粒子性是指具有可分割性， 这就是我们所说的光的波粒二象性。
11
6）光波粒子性的可观察性与光波频率的关系 波长较长时，个别光子不易显示出 可观的效应，此时，光波显示的是 大量光子的统计行为，即光的波动性。 波长越短波，个别光子的粒子性就 越明显。 X射线在康普顿散射中显示的粒子性 相当明显。
波动是电子本身的固有属性， 每个电子通过一个单缝的几率各占50%， 干涉正是发生在这两部分的“几率波”之间，
实物粒子ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ是几率波。
9
光子与实物粒子的不同之处 （1）实物粒子具有静止质量，
光子没有静止质量。 （2）实物粒子的速度取小于光速的任意值，
光子的速度只能为 c 。
（3）实物粒子的运动可以用确定的轨道 来描述，光子没有确定的轨道。
因此，随 增大越来越多。
6
（4）同一散射角，0 强度随原子序数增大 而增大、强度随N增大减小的原因是:
随N增大，被原子核束缚形成 原子实的电子越来越多， 光子与自由电子碰撞的机会越来越少， 与原子实碰撞的机会越来越多。 因此，散射光中原波长的成分就 越来越强、新波长的成分越来越弱。
7
3）电子的杨氏双缝实验显示的波动性 （1）装置和强度分布
12
玻尔原子模型与爱因斯坦辐射理论
1．原子结构经典理论的困难
1）原子结构的经典理论 原子是由带正电的原子核和带负电的电子组成， 它们之间存在着服从平方反比律的静电吸引力。
按照牛顿三定律，必然得到如下结论： （1）电子绕核沿圆或椭圆轨道不断旋转
5）光的波粒二象性： 干涉、衍射和偏振显示了光的波动性， 光电效应和康普顿效应显示了光的粒子性。 光波也是几率波，光波的干涉是 几率波之间的干涉。 光的波动性是指具有可叠加性， 光的粒子性是指具有可分割性， 这就是我们所说的光的波粒二象性。
11
6）光波粒子性的可观察性与光波频率的关系 波长较长时，个别光子不易显示出 可观的效应，此时，光波显示的是 大量光子的统计行为，即光的波动性。 波长越短波，个别光子的粒子性就 越明显。 X射线在康普顿散射中显示的粒子性 相当明显。
波动是电子本身的固有属性， 每个电子通过一个单缝的几率各占50%， 干涉正是发生在这两部分的“几率波”之间，
实物粒子ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ是几率波。
9
光子与实物粒子的不同之处 （1）实物粒子具有静止质量，
光子没有静止质量。 （2）实物粒子的速度取小于光速的任意值，
光子的速度只能为 c 。
（3）实物粒子的运动可以用确定的轨道 来描述，光子没有确定的轨道。
因此，随 增大越来越多。
6
（4）同一散射角，0 强度随原子序数增大 而增大、强度随N增大减小的原因是:
随N增大，被原子核束缚形成 原子实的电子越来越多， 光子与自由电子碰撞的机会越来越少， 与原子实碰撞的机会越来越多。 因此，散射光中原波长的成分就 越来越强、新波长的成分越来越弱。
7
3）电子的杨氏双缝实验显示的波动性 （1）装置和强度分布
12
玻尔原子模型与爱因斯坦辐射理论
1．原子结构经典理论的困难
1）原子结构的经典理论 原子是由带正电的原子核和带负电的电子组成， 它们之间存在着服从平方反比律的静电吸引力。
按照牛顿三定律，必然得到如下结论： （1）电子绕核沿圆或椭圆轨道不断旋转
实物粒子的波粒二象性 课件(16张)
λ1＝4.0×10－10 m，λ2＝6.63×10－35 m
谢谢大家．．．．．
解析 运动的物体才具有波动性，A项错；宏观物体由于 动量太大，德布罗意波长太小，所以看不到它的干涉、衍 射现象，但仍具有波动性，D项错；X光是波长极短的电 磁波，是光子，它的衍射不能证实物质波的存在，B项 错；只有C项正确．
【例2】 如果一个中子和一个质量为10 g的子弹都以103 m/s 的速度运动，则它们的德布罗意波的波长分别是多大？ (中子的质量为1.67×10－27 kg，普朗克常量为6.63×10－34
J·s) 答案 4.0×10－10 m 6.63×10－35 m 解析 中子的动量为p1＝m1v 子弹的动量为p2＝m2v 据 λ＝hp知中子和子弹的德布罗意波长分别为
λ1＝ph1，λ2＝ph2
联立以上各式解得 λ1＝mh1v，λ2＝mh2v
将 m1＝1.67×10－27 kg，v＝103 m/s h＝6.63×10－34 J·s， m2＝1.0×10－2kg 代入上面两式可解得
4．德布罗意波是一种概率波，粒子在空间 波．
【例1】 下列关于德布罗意波的认识，正确的解释是( ) A．任何一个物体都有一种波和它对应，这就是物质波 B．X光的衍射证实了物质波的假设是正确的 C．电子的衍射证实了物质波的假设是正确的 D．宏观物体运动时，看不到它的衍射或干涉现象，所以 宏观物体不具有波动性 答案 C
对光学的研究
17世纪明确形成 了两大对立学说
从很早就开始 了… …
牛顿 微粒说
由于波动说没有 数学基础以及牛 顿的威望使得微 粒说一直占上风
19世纪初证明了 波动说的正确性
惠更斯
19世纪末光电效应现象使得 爱因斯坦在20世纪初提出了 光子说：光具有粒子性
谢谢大家．．．．．
解析 运动的物体才具有波动性，A项错；宏观物体由于 动量太大，德布罗意波长太小，所以看不到它的干涉、衍 射现象，但仍具有波动性，D项错；X光是波长极短的电 磁波，是光子，它的衍射不能证实物质波的存在，B项 错；只有C项正确．
【例2】 如果一个中子和一个质量为10 g的子弹都以103 m/s 的速度运动，则它们的德布罗意波的波长分别是多大？ (中子的质量为1.67×10－27 kg，普朗克常量为6.63×10－34
J·s) 答案 4.0×10－10 m 6.63×10－35 m 解析 中子的动量为p1＝m1v 子弹的动量为p2＝m2v 据 λ＝hp知中子和子弹的德布罗意波长分别为
λ1＝ph1，λ2＝ph2
联立以上各式解得 λ1＝mh1v，λ2＝mh2v
将 m1＝1.67×10－27 kg，v＝103 m/s h＝6.63×10－34 J·s， m2＝1.0×10－2kg 代入上面两式可解得
4．德布罗意波是一种概率波，粒子在空间 波．
【例1】 下列关于德布罗意波的认识，正确的解释是( ) A．任何一个物体都有一种波和它对应，这就是物质波 B．X光的衍射证实了物质波的假设是正确的 C．电子的衍射证实了物质波的假设是正确的 D．宏观物体运动时，看不到它的衍射或干涉现象，所以 宏观物体不具有波动性 答案 C
对光学的研究
17世纪明确形成 了两大对立学说
从很早就开始 了… …
牛顿 微粒说
由于波动说没有 数学基础以及牛 顿的威望使得微 粒说一直占上风
19世纪初证明了 波动说的正确性
惠更斯
19世纪末光电效应现象使得 爱因斯坦在20世纪初提出了 光子说：光具有粒子性
高考物理一轮总复习 第十二章 波粒二象性 原子物理 基础课1 波粒二象性课件
2021/12/13
第十一页，共五十四页。
三、光的波粒二象性与物质波
1．光的波粒二象性 (1)光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有 ___波__动_(_b_ō_d_òn_g_)性． (2)光电效应说明光具有 _____粒_子__(_lì_zǐ_) _性． (3)光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的 ___波_粒__二_象_____性．
2021/12/13
第二十一页，共五十四页。
解析：选 BD 按照爱因斯坦的光子说，光子的能量是由光的频率决定的，与光 强无关；对同一种金属，入射光的频率越大，发生光电效应时产生的光电子的最大 初动能越大．但要使电子离开金属须使电子具有足够的动能，而电子增加的动能来 源于照射光的光子能量，电子发生跃迁或电离时只能吸收一个光子，不能吸收多个 光子，否则即使光的频率低，只要照射时间足够长，也会发生光电效应．电子从金 属逸出时，只有从金属表面向外逸出的电子克服原子核的引力所做的功最小．综上 所述，选项 B、D 正确．
(4)当入射光的频率大于极限频率时，饱和光电流的强度与入射光的强度成
____正_比_____页，共五十四页。
二、爱因斯坦光电效应方程
1．光子说 在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光的能量子， 简称光子，光子的能量 ε＝ _____h_ν______.其中 h＝6.63×10－34 J·s.(称为普朗克常量) 2．逸出功 W0 使电子脱离某种金属所做功的 ____最_小__值_____.
2．四类图象 图象名称 最大初动能 Ek 与入 射光频率 ν 的关系 图线
遏止电压 Uc 与入射 光频率 ν 的关系图 线
2021/12/13
图线形状
读取信息
(1)截止频率(极限频率)：横轴截距 (2)逸出功：纵轴截距的绝对值 W0＝|－E|＝E (3)普朗克常量：图线的斜率 k＝h
高三物理高考总复习课件：专题12 第1讲波粒二象性
基本概念的
Ⅰ 2014Ⅰ卷、Ⅱ卷，理解、辨别
2013Ⅰ卷35题 方面进行，
Ⅰ
往往一个选
第1讲 波粒二象性
【考纲解读】1.知道什么是光电效应，理解光电效应的实 验规律；2.会利用光电效应方程计算逸出功、截止频率、最大 初动能等物理量；3.知道光的波粒二象性，知道物质波的概 念．
•考点O 讲堂梳理自查
• (2)遏止电压对光电子做负功，根据爱因斯坦 光电效应方程有eUc＝Ek＝hν－W0.结合题图 乙可知，当Uc＝0时，ν＝5.15×1014 Hz，故 铷的截止频率νc＝5.15×1014 Hz，逸出功W0 ＝hνc＝3.41×10－19 J.
• (3)若入射光的频率ν＝7.00×1014 Hz，则产 生的光电子的最大初动能Ek＝hν－W0＝
• A．逸出功与ν有关
• B．Ekm与入射光强度成正比 • C．当ν＜ν0时，会逸出光电子 • D．图中直线的斜率与普朗克常量有关
• 【答案】D
• 3．[对波粒二象性的考查]关于物质的波粒二 象性，下列说法中不正确的是( )
• A．不仅光子具有波粒二象性，一切运动的 微粒都具有波粒二象性
• B．运动的微观粒子与光子一样，当它们通 过一个小孔时，都没有特定的运动轨道
• 例3 关于光的波粒二象性的理解，正确的 是( )
• A．大量的光子中有些光子表现出波动性， 有些光子表现出粒子性
• B．光在传播时是波，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．波粒二象性是光的属性，有时它的波动 性显著，有时它的粒子性显著
• 【解析】光的波粒二象性是光的属性，不论 其频率的高低还是光在传播或者是与物质相 互作用，光都具有波粒二象性，大量光子的 效果易呈现出波动性，个别光子的效果易表 现出粒子性，光的频率越高，粒子性越强， 光的频率越低，波动性越强，故选项A、B、 C错误，D正确．
大学物理课件-波粒二象性
)2
R 2eB 2 2m
波长 3000A的紫外线照射某金属表面，光电子能量范围
从0到4.0 1019 J，其遏止电压 |U a | V，金属红限频率 0
1 2
mv
2 max
e |Ua
|
4.0 1019
J
A
h
1 2
mv 2 max
2.63 10 19
J
0
A h
2.63 10 19 6.63 10 34
★光子的品質：
m
h
c2
h
c
m0 m 1 v2 / c2 m0(光子) 0
★光子的動量：p mc h h
c
1
三 光電效應在近代技術中的應用
光控繼電器、自動控制、 自動計數、自動報警等.
光控繼電器示意圖
光
放大器
接控制機構
光電倍增管
例：光 波电长子为（的电单子色电光 量e照，射质某量金m）属， M表进面 入均发匀生磁光场电B效（应v，B)发, 射
4 1014 Hz
|U a | 2.5V
Uc (V)
0
5 -2
(1014Hz)
在某金屬的光電效應實驗中，測得如圖所
示曲線，則該金屬的紅限頻率0= Hz， 逸出功A= eV。
解： ⑴由圖： 0=51014 Hz
⑵
eUc
1 2
mvm2
h A
Uc
h
e
A e
1
A 2V e
A 2eV
[解法二]：
1
一、基本概念
分子热运动导致物体不断向外发射电磁波， 这种与温度有关的辐射称热辐射。
這種輻射可以是紅外線、可見光或紫外線，人眼不一 定可見。
大学物理波粒二象性(PPT课件)
第六篇 量子物理基础
前 言
在20世纪纪初，发生了三次概念上的
革命，它们深刻地改变了人们对物理世界
的了解，这就是狭义相对论（1905年）、
广义相对论（1916年）和量子力学（1925 年）。
经典物理（18－19 世纪）
牛顿力学、热力学、经典统计力学、经典电磁理论， 19世纪末趋于完善。使人感到，经典物理似可解决 所有问题:
铁块温度升高时颜色的变化
低温物体（例如人体）也有热辐射，但辐射较弱， 并且主要成分是波长较长的红外线。
头部的红外照片（热的地方显白色，冷的显黑色）
直觉:
低温物体发出的是红外光
炽热物体发出的是可见光
高温物体发出的是紫外光
注意：
热辐射与温度有关 但并不是所有发光现象都是热辐射 例如：激光、日光灯发光就不是热辐射
二、 描述热辐射的基本物理量
1) 光谱辐射出射度(也称单色辐射本领)
单位时间内从物体单位表面发出的波长在 附近单位波长间隔内的电磁波的能量 M λ (T )
T
单位面积
dE ( dλ)（单位时间内）
d E M (T ) d
M (T ) M (T )d
0
普朗克常量： h 6.626 10
34
3
Js
M.Planck 德国人 1858－1947
4.136 10 e V s
15
在全波段与实验结果惊人符合
M (10 - 9 W/(m2 Hz))
2 2 （1900） M (T ) 2 kT c
“紫外灾难”
实验曲线
T 2000 K
/1014Hz
W/(m2 Hz)
m
不同温度下的黑体辐射 M～ 曲线
前 言
在20世纪纪初，发生了三次概念上的
革命，它们深刻地改变了人们对物理世界
的了解，这就是狭义相对论（1905年）、
广义相对论（1916年）和量子力学（1925 年）。
经典物理（18－19 世纪）
牛顿力学、热力学、经典统计力学、经典电磁理论， 19世纪末趋于完善。使人感到，经典物理似可解决 所有问题:
铁块温度升高时颜色的变化
低温物体（例如人体）也有热辐射，但辐射较弱， 并且主要成分是波长较长的红外线。
头部的红外照片（热的地方显白色，冷的显黑色）
直觉:
低温物体发出的是红外光
炽热物体发出的是可见光
高温物体发出的是紫外光
注意：
热辐射与温度有关 但并不是所有发光现象都是热辐射 例如：激光、日光灯发光就不是热辐射
二、 描述热辐射的基本物理量
1) 光谱辐射出射度(也称单色辐射本领)
单位时间内从物体单位表面发出的波长在 附近单位波长间隔内的电磁波的能量 M λ (T )
T
单位面积
dE ( dλ)（单位时间内）
d E M (T ) d
M (T ) M (T )d
0
普朗克常量： h 6.626 10
34
3
Js
M.Planck 德国人 1858－1947
4.136 10 e V s
15
在全波段与实验结果惊人符合
M (10 - 9 W/(m2 Hz))
2 2 （1900） M (T ) 2 kT c
“紫外灾难”
实验曲线
T 2000 K
/1014Hz
W/(m2 Hz)
m
不同温度下的黑体辐射 M～ 曲线
高考物理总复习 第十二章 波粒二象性 原子结构 原子核 12.1 波粒二象性课件
的一束光照射阴极P，发现电流表读数不为零。合上开关，调 节滑动变阻器，发现当电压表读数小于0.60 V时，电流表读数 不为零；当电压表读数大于或等于0.60 V时，电流表读数为零， 由此可知阴极材料的逸出功为 ( )
2021/12/13
第二十一页，共五十七页。
A.1.9 eV
C.2.5 eV
2021/12/13
() ×
2021/12/13
第五页，共五十七页。
考点1 光电效应规律 【典题突破】 题型1 光电效应现象的理解 典例1 (多选)现用一光电管进行光电效应实验，当用某一频 率的光入射时，有光电流产生。下列说法(shuōfǎ)正确的是
()
2021/12/13
第六页，共五十七页。
A.保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电 流变 大 (liú biàn) B.入射光的频率变高，饱和光电流变大
最大初动能Ek 与入射光频率ν 的关系图线
2021/12/13
(1)极限频率：ν0。 (2)逸出功：W0=|-E|=E。 (3)普朗克常量：图线的斜 率k=h
第三十七页，共五十七页。
图象 名称
图线形状
由图线直接(间接) 得到的物理量
遏止电压 Uc与入射 光频率ν的 关系图线
2021/12/13
(1)截止(极限)频率：ν0。 (2)遏止电压Uc：随入射光 频率的增大而增大。 (3)普朗克常量：h=ke(k为 斜率，e为电子电量)
第十八页，共五十七页。
对应规律
对规律的产生的解释
光电效应具有瞬 时性
光照射金属时，电子吸收一个光子 的能量后，动能立即增大，不需要 能量积累的过程
光较强时饱和电 流大
光较强时，包含的光子数较多，照 射金属时产生的光电子较多，因而 饱和电流较大
2021/12/13
第二十一页，共五十七页。
A.1.9 eV
C.2.5 eV
2021/12/13
() ×
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第五页，共五十七页。
考点1 光电效应规律 【典题突破】 题型1 光电效应现象的理解 典例1 (多选)现用一光电管进行光电效应实验，当用某一频 率的光入射时，有光电流产生。下列说法(shuōfǎ)正确的是
()
2021/12/13
第六页，共五十七页。
A.保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电 流变 大 (liú biàn) B.入射光的频率变高，饱和光电流变大
最大初动能Ek 与入射光频率ν 的关系图线
2021/12/13
(1)极限频率：ν0。 (2)逸出功：W0=|-E|=E。 (3)普朗克常量：图线的斜 率k=h
第三十七页，共五十七页。
图象 名称
图线形状
由图线直接(间接) 得到的物理量
遏止电压 Uc与入射 光频率ν的 关系图线
2021/12/13
(1)截止(极限)频率：ν0。 (2)遏止电压Uc：随入射光 频率的增大而增大。 (3)普朗克常量：h=ke(k为 斜率，e为电子电量)
第十八页，共五十七页。
对应规律
对规律的产生的解释
光电效应具有瞬 时性
光照射金属时，电子吸收一个光子 的能量后，动能立即增大，不需要 能量积累的过程
光较强时饱和电 流大
光较强时，包含的光子数较多，照 射金属时产生的光电子较多，因而 饱和电流较大
高考物理一轮课件专题十六波粒二象性
量子系统可以处于多个状态的 叠加态中，且叠加态的波函数 是各分量态波函数的线性组合
。
波粒二象性在科技
06
应用中的影响
激光技术原理及应用领域
激光技术原理
激光的产生基于受激辐射原理，通过 激发物质中的电子，使其从高能级跃 迁到低能级并释放出相干光。这种光 具有单色性、方向性和相干性三大特 点。
应用领域
量子力学基础概念
05
量子态与可观测量
量子态
描述微观粒子状态的物理量，用 波函数表示，包含粒子的全部信
息。
可观测量
在量子力学中，能够用实验测量的 物理量，如位置、动量、能量等。
观测量的算符表示
每个可观测量都对应一个线性厄米 算符，其本征值和本征态代表测量 的可能结果和对应的状态。
测量与坍缩原理
测量过程
不确定关系原理及应用
不确定关系原理
不确定关系原理指出，微观粒子的某些物理量不能同时被精 确测定，例如位置和动量、时间和能量等。这是由于测量本 身会对粒子的状态造成干扰，导致测量结果的不确定性。
不确定关系应用
不确定关系原理在量子力学中有着广泛的应用，例如解释原 子结构、分析化学反应、研究固体物理等。同时，不确定关 系也是量子信息学等领域的重要基础之一。
当对量子系统进行测量时，波函数会 坍缩到其中一个本征态上，且坍缩的 概率与该本征态对应的波函数模平方 成正比。
测量结果
测量对系统的影响
测量会改变量子系统的状态，使其从 一个叠加态变为一个确定的态。
测量得到的结果是相应算符的本征值 之一，且测量后系统的状态将变为该 本征值对应的本征态。
量子力学中基本假设和原理
光的粒子性表现
01
黑体辐射
黑体辐射实验表明，物体辐射的能量不是连续的，而是一份一份的，每
。
波粒二象性在科技
06
应用中的影响
激光技术原理及应用领域
激光技术原理
激光的产生基于受激辐射原理，通过 激发物质中的电子，使其从高能级跃 迁到低能级并释放出相干光。这种光 具有单色性、方向性和相干性三大特 点。
应用领域
量子力学基础概念
05
量子态与可观测量
量子态
描述微观粒子状态的物理量，用 波函数表示，包含粒子的全部信
息。
可观测量
在量子力学中，能够用实验测量的 物理量，如位置、动量、能量等。
观测量的算符表示
每个可观测量都对应一个线性厄米 算符，其本征值和本征态代表测量 的可能结果和对应的状态。
测量与坍缩原理
测量过程
不确定关系原理及应用
不确定关系原理
不确定关系原理指出，微观粒子的某些物理量不能同时被精 确测定，例如位置和动量、时间和能量等。这是由于测量本 身会对粒子的状态造成干扰，导致测量结果的不确定性。
不确定关系应用
不确定关系原理在量子力学中有着广泛的应用，例如解释原 子结构、分析化学反应、研究固体物理等。同时，不确定关 系也是量子信息学等领域的重要基础之一。
当对量子系统进行测量时，波函数会 坍缩到其中一个本征态上，且坍缩的 概率与该本征态对应的波函数模平方 成正比。
测量结果
测量对系统的影响
测量会改变量子系统的状态，使其从 一个叠加态变为一个确定的态。
测量得到的结果是相应算符的本征值 之一，且测量后系统的状态将变为该 本征值对应的本征态。
量子力学中基本假设和原理
光的粒子性表现
01
黑体辐射
黑体辐射实验表明，物体辐射的能量不是连续的，而是一份一份的，每
高考第一轮物理总复习第1节 波粒二象性
【解析】 在发生光电效应的情况下， 入射光的强度 越大， 单位时间内发出光电子的数目越多， 光电流才越 大，与光照时间长短无关，故 A 错误；入射光的强度 由单位时间垂直单位面积上入射的光的能量决定 .它决 定于单位时间垂直单位面积上入射光子的个数和频率 . 光强一定，频率越高，入射光子数必定减少，逸出的光 电子数减少，故 B 错误；每个电子可以吸收一个光子， 入射光子的能量大于逸出功， 就能逸出金属.故 C 错误； 根据光电效应方程得，Ekm＝hν－W0，频率越高，光电 子的最大初动能越大，故 D 正确.故选 D. 【答案】D
三、物质波(又叫德布罗意波) 1.物质波：任何一个运动着的物体，小到微观粒 子大到宏观物体都有一种波与它对应，其波长 λ＝ ，p 为运动物体的动量，h 为普朗克常量. 2. 物质波是概率波 .光子和粒子在空间各处出现 的概率受波动规律支配，概率大的地方，在相等的时 间内，单位面积上光子或粒子出现的 次数多 ，反 之就少. 不要以宏观观点中的波来理解德布罗意波.
二、填空题 3.如图所示，用某种频率的单色光 a 照射光电管阴 极 K，电流计 G 的指针发生偏转，而用另一频率的单色 光 b 照射光电管阴极 K 时，电流计 G 的指针不发生偏 转，那么 a 光的频率 大于 (选填“大于”、“等于” 或“小于”)b 光的频率，若增加 b 光的强度 不会 (选填“会”或“不会”)使电流计 G 的指针发生偏转.
4.爱因斯坦光电效应方程 (1)光子说：空间传播的光是不连续的，是一份一 份的， 每一份叫做一个光子.光子的能量为 E＝ hν ， － 其中 h 是普朗克常量，其值为 6.63×10 34 J·s，ν 是 光的频率. (2)光电效应方程： Ek＝hν－W 其中 hν 为入 射光子的能量，Ek 为光电子的最大初动能，W 是金属 的逸出功. 二、光的波粒二象性 1.光的干涉、衍射、偏振现象说明光具有 波动 性. 2.光电效应和康普顿效应说明光具有 粒子 性. 3.光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的 波 粒二象 性.
人教版高三物理复习课件：光的波粒二象性
高中物理 选修3-5
光的波粒二象性
人类对光的认识的科学史——四种典型学说
牛顿的微粒说
麦克斯韦的电磁说
惠更斯的波动说
爱因斯坦的光子说
光的本性是什么？
光既具有波动性，又具有粒子性，即光具有波粒二象性。
光的波动性的实验例证1——光的干涉现象
光叠加后出现等间距明 暗相间的干涉条纹，说明光 具有波动性。
光的波动性的实验例证2—— 光的衍射现象
光会绕过障碍物 继续向前传播，出现 不等间距明暗相间的 衍射图样，说明光具 有波动性。
光的粒子性的例证1—— 光电效应
弧光灯发出的紫外线 照射锌板，锌板中的电子 吸收了光子的能量，从锌 板表面逸出光电子，验电 器铂片因带正电而张开。
光电效应现象表明，光子像其他粒子一样 ，也具有能量。光电效应显示了光 的粒子性。
光的粒子性的例证2—— 康普顿效应
X射线的光子与石 墨晶体中的电子碰撞， 遵循能量守恒定律和动 量守恒定律，光子的能 量变小了，频率变小了 波长变长了。
康普顿效应表明光子除了具有能量之外， 还具有动量。康普顿效应显示了光 的粒子性。
1、所有高尚教育的课程表里都不能没有各种形式的跳舞：用脚跳舞，用思想跳舞，用言语跳舞，不用说，还需用笔跳舞。 2、一切真理要由学生自己获得，或由他们重新发现，至少由他们重建。 3、教育始于母亲膝下，孩童耳听一言一语，均影响其性格的形成。 4、好的教师是让学生发现真理，而不只是传授知识。 5、数学教学要“淡化形式，注重实质.
已知钾的逸出功2.25eV，现用一束在真空中 的波长为3.5×10-7m的光照射钾的表面，普朗克 常量h＝6.63×10－34J·s。 （1）判断钾能否发生光电效应？ （2）求出该束光光子的动量。
（1）该光子的能量
光的波粒二象性
人类对光的认识的科学史——四种典型学说
牛顿的微粒说
麦克斯韦的电磁说
惠更斯的波动说
爱因斯坦的光子说
光的本性是什么？
光既具有波动性，又具有粒子性，即光具有波粒二象性。
光的波动性的实验例证1——光的干涉现象
光叠加后出现等间距明 暗相间的干涉条纹，说明光 具有波动性。
光的波动性的实验例证2—— 光的衍射现象
光会绕过障碍物 继续向前传播，出现 不等间距明暗相间的 衍射图样，说明光具 有波动性。
光的粒子性的例证1—— 光电效应
弧光灯发出的紫外线 照射锌板，锌板中的电子 吸收了光子的能量，从锌 板表面逸出光电子，验电 器铂片因带正电而张开。
光电效应现象表明，光子像其他粒子一样 ，也具有能量。光电效应显示了光 的粒子性。
光的粒子性的例证2—— 康普顿效应
X射线的光子与石 墨晶体中的电子碰撞， 遵循能量守恒定律和动 量守恒定律，光子的能 量变小了，频率变小了 波长变长了。
康普顿效应表明光子除了具有能量之外， 还具有动量。康普顿效应显示了光 的粒子性。
1、所有高尚教育的课程表里都不能没有各种形式的跳舞：用脚跳舞，用思想跳舞，用言语跳舞，不用说，还需用笔跳舞。 2、一切真理要由学生自己获得，或由他们重新发现，至少由他们重建。 3、教育始于母亲膝下，孩童耳听一言一语，均影响其性格的形成。 4、好的教师是让学生发现真理，而不只是传授知识。 5、数学教学要“淡化形式，注重实质.
已知钾的逸出功2.25eV，现用一束在真空中 的波长为3.5×10-7m的光照射钾的表面，普朗克 常量h＝6.63×10－34J·s。 （1）判断钾能否发生光电效应？ （2）求出该束光光子的动量。
（1）该光子的能量
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A．无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电
效应 B．无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应 C．超过极限频率的入射光强度越弱，所产生的光电子的最大初 动能就越小 D．超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初 动能就越大
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解析：根据光电效应规律可知，选项 A 正确；根据光电效应 1 方程 mvm 2＝hν－W 知，频率 ν 越高，初动能就越大，选项 D 正 2 确．
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内容 氢原子光谱 氢原子的能级结构、能级公式 原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期 放射性同位素 核力、核反应方程 结合能、质量亏损 裂变反应和聚变反应、裂变反应堆 放射性的防护
要求 Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ
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高考对该部分知识要求较低，但每年均有试题涉及．其中氢原子 能级和核反应方程和质能方程等命题频率较高．其次对物理学史、著 名实验和重要的物理学理论等，近几年高考中也时有出现，其他知识
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A．曝光时间不太长时，底片上只能出现一些不规则的点子，表
现出光的波动性
B．单个光子通过双缝后的落点可以预测 C．只有大量光子的行为才能表现出光的粒子性 D．干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方
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解析：每个光子的运动规律是不确定的，底片上出现的一些不规
D错；对于某种特定金属，光电子的最大初动能只与入射光频率有关， 入射光频率越大，最大初动能越大，B错；光电子数目多少与入射光 强度有关，可理解为一个光子能打出一个光电子，光强减弱，逸出的 光电子数目减少，C对． [答案] C
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题后反思
(1)光电效应的产生条件：入射光频率大于金属的极限频率．
A．从光照至金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显 增加
B．逸出的光电子的最大初动能将减小
C．单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少
D．有可能不发生光电效应
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[解析]
光电效应瞬时(10－9 s)发生，与光强无关，A错；能否发
生光电效应，只取决于入射光的频率是否大于极限频率，与光强无关，
(1)照射光的频率决定着是否发生光电效应及光电子的初动能；
(2)光电子是金属表面受光照射出来的电子，与光子不同．
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二、光子说
1．量子论：1900年德国物理学家普朗克提出：电磁波的发射和
吸收是不连续的，而是一份一份的，每一份电磁波的能量E＝hν.
2．光子说：1905年爱因斯坦提出：空间传播的光也是不连续的， 而是一份一份的，每一份称为一个光子，光子具有的能量与光的频率 成正比，即E＝hν，其中h为普朗克常量，h＝6.63×10－34 J·s.
对大量光子才有意义．波粒二象性中所说的粒子，是指其不连续性，
是一份能量． 个别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光子的作用效果往 往表现为波动性．
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——基础自测——
物 理 学 家 做了 一 个 有 趣的 实 验 ： 在光 屏 处 放 上照 相 用 的 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，底片只能出现一些不规则的点子；如果曝 光时间足够长，底片上就会出现规则的干涉条纹．对这个实验结果有 下列认识，其中正确的是( )
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1．如图2是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能Ek与 入射光频率ν的关
A．该金 的出 等 属逸功于 B．该金 的 出 等 属逸功 于
E hν0
C．入射光的频率为 2ν0 时，产生的光电子的最大初动能为 E ν0 E D．入射光的频率为 时，产生的光电子的最大初动能为 2 2 解析：由图并结合 Ek＝hν－W0 得，Ek＝hν－E，故逸出功 W0＝E，故选项 A 对；当 Ek＝0 时，ν＝ν0，故 E＝hν0，故选项 B ν0 对；ν＝2ν0 时，可得出 Ek＝E，故选项 C 对；当入射光的频率为 2 时，不发生光电效应，故选项 D 错．
点，试题呈交替出现情况．因此，对本章的复习应注意既突出重点，
又不丢细节．
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本章的重点是：氢原子能级原子核的人工转变，原子核的组成和
核能．难点是：核能和核反应方程的书写． 宏观领域的经验和规律在微观领域遇到严重的障碍，微观领域问 题的研究方法是：从实验事实出发，经过分析总结，提出假设，建立 模型，再经过实验的验证，并发现新的问题，从而对假设进行修正， 如此循环，使人类的认识不断进步．
答案：AD
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知识点二
光的波粒二象性
——知识回顾——
一、光的波粒二象性 1．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可辩驳的事实表明光是一种粒子，因此现代 物理学认为：光具有波粒二象性．
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2．正确理解波粒二象性：波粒二象性中所说的波是一种概率波，
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4．质子甲的速度是质子乙速度的4倍，甲质子的德布罗意波长是
乙质子的________倍．同样速度的质子和电子，________的德布罗意
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解析：W＝hν0，ν0＝ 2.21×1.6×10 ＝ － 6.63×10 34
－ 19
W h
Hz≈5.3×1014 Hz
由光电效应方程 hν＝W＋Ekm 3.0×108 c － Ekm＝hν－W＝h －W＝6.63×10 34× － － λ 2.5×10 7 2．21×1.6×10
子落在亮纹处的概率较大，尤其是中央亮纹处，依题将有95%以上的
光子落在中央亮纹处，落在其他亮处相对少一些，落在暗纹处光子最 少，注意的是暗纹处不是没有光子落在上面，只是很少而已．只让一 个光子通过单缝，这个光子落在哪一位置是不可确定的，可以落在亮 纹处，也可以落在暗纹处，只是落在中央亮纹的机会更大(有95%以 上)． 答案：CD
D．实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性
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[解析]
光具有波粒二象性是微观世界具有的特殊规律，大量光
子运动的规律表现出光的波动性，而单个光子的运动表现出光的粒子
性．光的波长越长，波动性越明显，光的频率越高，粒子性越明 显．而宏观物体的德布罗意波的波长太小，实际很难观察到波动性， 不是不具有波粒二象性．D项合题意． [答案] D
则的点子，表明了光的粒子性．只有大量光子的行为才能表现出光的
波动性．干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方，暗条纹 处是光子到达机会较少的地方． 答案：D
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题型一 [例1]
对光电效应规律的解释 入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强 )
度减弱，而频率保持不变，那么(
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——要点深化——
光电效应中入射光强度、频率的影响情况
(1)入射光频率→决定光子能量→决定光电子最大初动能． (2)入射光强度→决定单位时间内接收的光子数→决定单位时间内 发射的光电子数．
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特别提醒
(1)光电效应中的光包括不可见光．如：紫外线等．
(2)光电效应的实质：光现象→电现象．
Ekm－ν曲线 (3)直线(如图1) (4)由图象可以得到的物理量 ①极限频率：图线与ν轴交点的横坐标ν0. ②逸出功：图线与Ekm轴交点的纵坐标的值W0＝E. ③普朗克常量：图线的斜率k＝h. 图1
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——基础自测——
(2009·上海高考)光电效应的实验结论是：对于某种金属( )
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题型二
光电效应方程的应用
[例2]
紫光的波长为4 000 A，金属钠的逸出功为3.5×1019 J，求：
(1)每个紫光光子的能量为多大？
(2)若用该紫光照射金属钠时，产生的光电子的最大初动能是多大？ (1 A＝10－10 m)
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[解析]
(1)因 E＝hν
c 而 ν＝ ，所以 λ
34 8 hc 6.63×10 ×3×10 － E＝ ＝ J＝5.0×10 19 J. － λ 4 000×10 10
－
(2)由爱因斯坦的光电效应方程得： hν＝W＋Ekmax 所以 Ekmax＝hν－W＝5.0×10
－ 19
J－3.5×10
－ 19
J＝1.5×10
－ 19
J.
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变式3—1
在单缝衍射实验中，中央亮纹的光强占整个从单缝射
入的光强的95%以上，假设现在只让一个光子通过单缝，那么该光子
( A．一定落在中央亮纹处 B．一定落在亮纹处 C．可能落在暗纹处 D．落在中央亮纹处的可能性最大 )
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解析：大量光子的行为显示出波动性，当大量光子通过单缝时光
－ 19
＝4.4×10
－ 19
J.
答案：5.3×104 Hz
4.4×10－19 J
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题型三
光的波粒二象性
[例3]
关于物质的波粒二象性，下列说法中不正确的是(
)
A．不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒二象 性 B．运动的微观粒子与光子一样，当它们通过一个小孔时，都没 有特定的运动轨道 C．波动性和粒子性，在宏观现象中是矛盾的、对立的，但在微 观高速运动的现象中是统一的