第59講波粒二象性

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1、專題六（2）　 波粒二象性 知識點： 一、能量量子化: 1、熱輻射：我們周圍的一切物體都在輻射電磁波，這種輻射與物體的　 　 有關。 　 　 當溫度較低時，熱輻射的主要成分是波長較長的電磁波，不能引起人的視覺. 　 當溫度升高時，熱輻射中較　　 　 波長的成分越來越強?？梢姽馑嫉姆蓊~較大. ２、黑體：物體能夠完全吸收入射的各種波長的電磁波而不發(fā)生 　　 　 　. 3、黑體輻射的實驗定律：對于一般材料的物體，熱輻射的電磁波不僅與溫度有關,還與材料的種類和表面狀況有關。而黑體輻射電磁波的強度只與 　　　有關。 　A、隨著溫度的升高,各種波長的輻射強度都有

2、 。 　B、隨著溫度的升高，輻射強度的極大值向波長較 　 　的方向移動. ４、能量子: 　 　 在研究黑體輻射的基礎上，提出了能量子的概念。 　 　 　認為：帶電微粒輻射或吸收能量時,只能是某一最小能量值 的整數(shù)倍,這個不可再分的最小能量值就叫做能量子。 　 　 　 　 二、光電效應: 1、定義：在光的照射下有電子從金屬表面逸出的現(xiàn)象。 2、四大規(guī)律：A、產生條件：只有當入射光的頻率 　該金屬的極限頻率。 　 　 　　 　 ?。?、逸出的光電子最大初動能隨著入射光頻率的增大而 　 　 　 　　 而與入射

3、光的強度無關。 　 　　 C、逸出的光電流大小與入射光的 　 　 成正比。 　 　　 Ｄ、光電效應的發(fā)生瞬時的.不需要時間的積累。 3、光電效應方程：　 　 　 　 4、飽和電流:在一定的光照條件下，單位時間內陰極Ｋ發(fā)射的光電子數(shù)目是一定的，電壓增大一定值時，所有光電子都被陽極A吸收，這時即使再增大電壓，電流就不會增大。 　入射光越強,飽和電流越　　 。 5、遏制電壓:　 　 　　 6、光電效應說明了: 　 　　 　 　　 。 ７、光子說:光是不連續(xù)

4、的,而是一份一份的,每一份都叫做一個光子，光子的能量跟它的頻率成正比。　 　　 。 8、康普頓效應：當光與介質微粒發(fā)生相互作用時，波長會 　 　 . 9、康普頓效應說明了： 　 　 　，　　 　 　 　 三、粒子的波動性 １、光的波粒二象性:光既具有 　　 性,又具有 　 　性。 2、物質波： 　　 提出了假設:實物粒子也具有波動性。 3、德布羅意波長: 　 　 　 ４、1９２７年戴維孫和湯姆孫分別利用晶體做了 　 　 實驗，從而證實了電子的

5、波動性。 5、顯微鏡的分辨本領: 　 現(xiàn)象限制了光學顯微鏡的分辨本領。 　 電子束的波長比光波的波長短,可減輕衍射的影響.如果用質子顯微鏡，則分辨本領 　 　 　 . 四、概率波: １、一個光子通過狹縫后落在屏上的哪一點,是不能肯定的。但是由屏上各處明暗不同的事實可以推知,光子落在各點的概率是不一樣的,即光子落在明紋處的概率　 　 ，落在暗紋出的概率 　 　。 2、光是概率波，物質波也是 　 　 五、不確定性： 1、不確定性關系式： 　 　 　　 2、在微觀物理中，不確定性關系告訴我們，如果要更準確地確定粒子的位置

6、，那么動量的測量一定會更不準確,也就是說,不可能同時準確地知道粒子的位置和動量,因而也就不可能用“軌跡”來描述粒子的運動。 3、在光的衍射現(xiàn)象中，粒子通過狹縫時發(fā)生衍射。狹縫的寬度決定了 　 　 的不確定范圍，中央條紋的寬度決定了 　 　　 的不確定范圍。 　 故,當狹縫越窄時，中央亮紋的寬度越 　 　 。 跟蹤訓練 1、某單色光照射某金屬時不能產生光電效應，則下述措施中可能使該金屬產生光電效應的是 A．延長光照時間 ?? B.增大光的強度 Ｃ.換用波長較短的光照射?? ?D.換用頻率較低的光照射 2、下列實驗中,能證明

7、光具有粒子性的是 A。光電效應實驗 ?? ?B．光的雙縫干涉實驗 C．光的圓孔衍射實驗? ?? D．α粒子散射實驗 ３、在X射線管中,由陰極發(fā)射的電子被加速后打到陽極，會產生包括x光在內的各種能量的光子，其中光子能量的最大值等于電子的動能。已知陽極與陰極之間的電勢差Ｕ、普朗克常數(shù)ｈ、電子電量e和光速c，則可知該Ｘ射線管發(fā)出的ｘ光的 A.最短波長為 ? B．最長波長為h C。最小頻率為? ??? Ｄ.最大頻率為 4、某金屬在一黃光照射下,正好有電子逸出,下述說法中,哪種是正確的 　 ?。? ） A.增大光強,而不改變光的頻率,光電子

8、的最大初動能將不變 B.用一束更大強度的紅光代替黃光，仍能發(fā)生光電效應 C．用強度相同的紫光代替黃光，光電流強度將不變 D。用強度較弱的紫光代替黃光,有可能不發(fā)生光電效應 5、物理學家做了一個有趣的實驗:在光屏處放上照相用的底片.若減弱光的強度，使光子只能一個一個地通過狹縫.實驗結果表明，如果曝光時間不太長,底片只能出現(xiàn)一些不規(guī)則的點子；如果曝光時間足夠長，底片上就會出現(xiàn)規(guī)則的干涉條紋。對這個實驗結果有下列認識，其中正確的是 ( ） A．曝光時間不太長時，底片上只能出現(xiàn)一些不規(guī)則的點子,表現(xiàn)出光的波動性 B．單個光子通過雙縫后的落點可以預測 C．只有大量光子的行為才能表

9、現(xiàn)出光的粒子性 D.干涉條紋中明亮的部分是光子到達機會較多的地方 ６、在演示光電效應的實驗中，原來不帶電的一塊鋅板與靈敏靜電計相連，用弧光燈照射鋅板時,靜電計的指針張開一個角度,如圖所示，這時 （ 　 ） Ａ。鋅板帶正電，指針帶負電? ? ? Ｂ.鋅板帶正電，指針帶正電 C.鋅板帶負電，指針帶正電? ?D。鋅板帶負電,指針帶負電 ７、下列關于物質波的認識中正確的是 　　 　 　 　　 　（ 　 ) Ａ、任何一個物體都有一種波和它對應，這就是物質波。 B、X光的衍射證實了物質波的假設是正確的。 C、電子的衍射證實了物質波的假設是正確的

10、D、物質波是一種概率波 8、1924年法國物理學家德布羅意提出了物質波德概念,任何一個運動著物體,小到電子，大到行星、恒星都有一種波與之相對應,波長為 =ｈ/p，同樣光也具有粒子性，光子的動量:ｐ=h/　,根據(jù)上述觀點可以證明一個靜止的自由電子如果完全吸收一個光子會發(fā)生下列情況:設光子的頻率為 ,則E＝ｈ ,p=h/ ＝h　 /c，被電子吸收后有ｈ　　／ｃ＝mｅｖ，ｈ =1/2mｖ２,解得:v=2ｃ，電子的速度為光速的二倍，顯然這是不可能的，關于上述過程只能夠以下說法正確的是　 　 　 　 ( 　　 ) Ａ、因為微觀世界動量守恒定律不適用,上述論證錯誤,所以電子有可能完全吸收一個光子. B、因為微觀世界能量守恒定律不適用，上述論證錯誤,所以電子有可能完全吸收一個光子 C、動量守恒、能量守恒是自然界中普遍適用規(guī)律,所以唯一結論是電子不可能完全吸收一個光子 D、若光子與一個靜止的電子發(fā)生作用,則　 光子被電子散射后頻率會減小 ７、如圖所示,一光電管的陰極用極限波長為０的鈉制成．用波長為λ的紫外線照射陰極,光電管陽極Ａ和陰極K之間的電勢差為U，光電流的飽和值為I. （1）求每秒由K極發(fā)射的電子數(shù)。 文中如有不足，請您見諒！ （2）求電子到達Ａ極時的最大動能。（普朗克常量為h，電子的電荷量為e）? 4 / 4