第四课粒子间存在间隙
第4章物质的粒子模型
第4课时粒子间存在间隙
一、教学目标
知识与技能
1、知道物质的粒子之间存在间隙。
2、知道气体粒子之间的间隙比固体或液体粒子间的间隙大。
过程与方法
1、初步培养学生实验操作能力和分析问题的能力。
2、培养学生由宏观到微观的空间构想力。
情感、态度和价值观
1、学生分组进行实验操作，培养互助合作的精神。
2、通过实验，进一步激发学生探究身边事物奥秘的兴趣，培养他们追求事物本质的科
学精神和尊重事实的科学作风。
二、重点和难点
重点：
粒子之间有间隙。
难点：
气体粒子之间的间隙比固体或液体粒子间的间隙大。
三、教学准备
1、教学器材：
氢氧化钠溶液，酚酞试纸，气球，充空气的气球，充氢气的气球，细线，刻度尺，黄豆，白米，烧杯，滴有少量红墨水的水，酒精，细玻璃管。
2、教学资源：多媒体课件
四、教学过程
1、流程图：
五、训练与练习：
活动：为什么酚酞试纸变红了
活动目的：1、通过探究为什么酚酞试纸变红，使学生更深入地了解固体粒子间也存在着空隙。
2、在设计、交流活动方案中，提高学生在科学探究中的实验能力，
并培养合作学习的能力。提高学生的学习兴趣。
活动：为什么酚酞试纸变红了
活动目的：1、通过探究为什么酚酞试纸变红，使学生更深入地了解固体粒子间也存在着空隙。
2、在设计、交流活动方案中，提高学生在科学探究中的实验能力，
并培养合作学习的能力。提高学生的学习兴趣。
第22章量子力学基础教案
第二十二章量子力学基础知识 1924年德布罗意提出物质波概念。1926年薛定谔给出物质波的波函数基本动力学方程—薛定谔方程， 玻恩对波函数统计解释。1927年海森堡提出著名的不确定关系。 海森堡、狄拉克、薛定谔各建立矩阵力学、新力学和波动力学， 形成了完整的量子力学理论。--------------------------------------------------------------------------- 教学要求： * 了解实物粒子的波动性及实验,理解物质波的统计意义； * 能用德布罗意关系式计算粒子的德布罗意波长； * 了解波函数统计意义及其标准化条件和归一化条件，
会简单计算粒子的概率密度及归一化常数； * 理解不确定关系并作简单的计算； * 了解薛定谔方程及一维定态薛定谔方程 * 了解一维无限深势阱中粒子的波函数求解步骤， 学会用波函数求概率密度和发现粒子的概率。 教学内容： §22-1 波粒二象性 §22-2 波函数 §22-3 不确定关系 §22-4 薛定谔方程（简略，一维定态薛定谔方程） §22-5 一维无限深势阱中的粒子 §22-6 势垒隧道效应 * §22-7 谐振子 * 教学重点： 实物粒子的波粒二象性及其统计意
义； 概率密度和发现粒子的概率计算； 实物粒子波的统计意义—概率波; 波函数的物理意义及不确定关系。 作业 22-01)、22-03)、22-05)、22-07)、 22-09)、22-11)、22-13)、22-15)、 22-17)、22-18)、 ---------------------------------- --------------------------------- §22-1 波粒二象性 1924年，法国德布罗意在博士论文中提出:“整个世 纪以来，在辐射理论方面，比起波动的研究方法来， 是过于忽略了粒子的研究方法；那么在实物理论上， 是否发生了相反的错误，把粒子的图象想象得太多， 而过于忽略了波的图象？”德布罗意根据光与实物的
光的波动性和粒子性
专题二光的波动性和粒子性 考情动态分析 该专题内容，以对光的本性的认识过程为线索，介绍了近代物理光学的一些初步理论，以及建立这些理论的实验基础和一些重要的物理现象.由于该部分知识和大学物理内容有千丝万缕的联系，且涉及较多物理学的研究方法，因此该部分知识是高考必考内容之一.难度适中.常见的题型是选择题，其中命题率最高的是光的干涉和光电效应，其次是波长、波速和频率.有时与几何光学中的折射现象、原子物理中的玻尔理论相结合，考查学生的分析综合能力.此外对光的偏振降低了要求，不必在知识的深度上去挖掘. 考点核心整合 1.光的波动性 光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光的偏振现象说明光波为横波，光的电磁说则揭示了光波的本质——光是电磁波. （1）光的干涉 ①光的干涉及条件 由频率相同（相差恒定）的两光源——相干光源发出的光在空间相遇，才会发生干涉，形成稳定的干涉图样.由于发光过程的量子特性，任何两个独立的光源发出的光都不可能发生干涉现象.只有采用特殊的“分光”方法——将一束光分为两束，才能获得相干光.如双缝干涉中通过双缝将一束光分为两束，薄膜干涉中通过薄膜两个表面的反射将一束光分为两束而形成相干光. ②双缝干涉 在双缝干涉中，若用单色光，则在屏上形成等间距的、明暗相间的干涉条纹，条纹间距 L Δx和光波的波长λ成正比，和屏到双缝的距离L成正比，和双缝间距d成反比，即Δx= d λ.若用白光做双缝干涉实验，除中央亮条纹为白色外，两侧为彩色条纹，它是不同波长的光干涉条纹的间距不同而形成的. ③薄膜干涉 在薄膜干涉中，薄膜的两个表面反射光的路程差（严格地说应为光程差）与膜的厚度有关，故同一级明条纹（或暗条纹）应出现在膜的厚度相同的地方.利用这一特点可以检测平面的平整度.另外适当调整薄膜厚度.可使反射光干涉相消，增强透射光，即得增透膜. （2）光的衍射 ①条件 光在传播过程中遇到障碍物时，偏离原来的直线传播路径，绕到障碍物后面继续传播的现象叫光的衍射.在任何情况下，光的衍射现象都是存在的，但发生明显的衍射现象的条件应是障碍物或孔的尺寸与光波的波长相差不多. ②特点 在单缝衍射现象中，若入射光为单色光，则中央为亮且宽的条纹，两侧为亮度逐渐衰减的明暗相间条纹；若入射光为白光，则除中央出现亮且宽的白色条纹外，两侧出现亮度逐渐衰减的彩色条纹. （3）光的偏振 在与光波传播方向垂直的平面内，光振动沿各个方向均匀分布的光称为自然光，光振动沿着特定方向的光即为偏振光. 自然光通过偏振片（起偏器）之后就成为偏振光.光以特定的入射角射到两种介质界面上时，反射光和折射光也都是偏振光. 偏振现象是横波特有的现象，所以光的偏振现象表明光波为横波.
粒子的波动性 教案 说课稿 教学设计
粒子的波动性 教学目标 1、知识与技能： 了解光的波粒二象性；了解粒子的波动性． 2、过程与方法： 培养学生的观察、分析能力。 3、情感态度与价值观： 培养学生严谨的科学态度，正确地获取知识的方法。 【重点难点】 1、重点：粒子波动性的理解 2、难点：对德布罗意波的实验验证 教学过程： 引入： 德布罗意(de Broglie,1892-1987) 光的本性 1、有记者曾问英国物理学家、诺贝尔获奖者布拉格教授：光是波还是粒子？3、布拉格幽默地回答道：“星期一、三、五它是一个波，星期二、四、六它是一个粒子，星期天物理学家休息。” 2、如果你是布拉格教授，将如何机智地回答？ 那么光的本性到底是什么？
例题： 1、一束波长为0.2nm 的X射线在真空中传播(光在真空中传播速度c = 3.0×108m/s) a.该X射线光子具有多少能量？ b.计算这束X 射线光子的动量。 c.为什么X 射线呈现极小的粒子性？ 2、一个电子被75V的电压加速后,（电子质量为9.11×10-31kg） a.该电子具有多少能量？具有多大的速度？ b.它的动量多大？ 比较X射线光子和电子的动量大小? 从中我们能否用类比思想对电子的属性进行大胆的猜想？ 二、粒子的波粒二象性 德布罗意，法国物理学家，1929年诺贝尔物理学奖获得者，波动力学的创始人，
量子力学的奠基人之一。 德布罗意原来学习历史，后来改学理论物理学。他善于用历史的观点，用类比方法分析问题。 1924年，德布罗意考虑到普朗克量子和爱因斯坦光子理论的成功，在博士论文《关于量子理论的研究》中大胆地把光的波粒二象性推广实物粒子，如电子，质子等。于是他提出实物粒子也具有波动性。这种与实物粒子相联系的波称为德布罗意波。 爱因斯坦觉察到德布罗意物质波思想的重大意义，誉之为“揭开一幅大幕的一角”。 一个质量为m的实物粒子以速率V 运动时，即具有以能量ε和动量p所描述的粒子性，同时也具有以频率ν和波长λ所描述的波动性。 c v
高三物理粒子的波动性
普通高中课程标准实验教科书—物理（选修3－5）[人教版] 第十七章波粒二象性 新课标要求 1．内容标准 （1）了解微观世界中的量子化现象。比较宏观物体和微观粒子的能量变化特点。体会量子论的建立深化了人们对于物质世界的认识。 （2）通过实验了解光电效应。知道爱因斯坦光电效应方程以及意义。 （3）了解康普顿效应。 （4）根据实验说明光的波粒二象性。知道光是一种概率波。 （5）知道实物粒子具有波动性。知道电子云。初步了解不确定性关系。 （6）通过典型事例了解人类直接经验的局限性。体会人类对世界的探究是不断深入的。 例1 通过电子衍射实验，初步了解微观粒子的波粒二象性，体会人类对于物质世界认识的不断深入。 2．活动建议 阅读有关微观世界的科普读物，写出读书体会。 新课程学习 17.3 崭新的一页：粒子的波动性
★新课标要求 （一）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。 （二）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。 （三）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
第十七章 波粒二象性 复习教案讲课教案
第十七章 波粒二象性 复习教案 17.1 能量量子化 知识与技能 （1）了解什么是热辐射及热辐射的特性，了解黑体与黑体辐射。 （2）了解黑体辐射的实验规律，了解黑体热辐射的强度与波长的关系。 （3）了解能量子的概念。 教学重点：能量子的概念 教学难点：黑体辐射的实验规律 教学过程： 1、黑体与黑体辐射 （1）热辐射现象 固体或液体，在任何温度下都在发射各种波长的电磁波，这种由于物体中的分子、原子受到激发而发射电磁波的现象称为热辐射。所辐射电磁波的特征与温度有关。 （2）黑体 概念：能全部吸收各种波长的电磁波而不发生反射的物体，称为绝对黑体，简称黑体。 2、黑体辐射的实验规律 黑体热辐射的强度与波长的关系：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。 提出1：怎样解释黑体辐射的实验规律呢？ 在新的理论诞生之前，人们很自然地要依据热力学和电磁学规律来解释。德国物理学家维恩和英国物理学家瑞利分别提出了辐射强度按波长分布的理论公式。结果导致理论与实验规律不符，甚至得出了非常荒谬的结论，当时被称为“紫外灾难”。（瑞利--金斯线，） 3、能量子： 1900年，德国物理学家普朗克提出能量量子化假说：辐射黑体分子、原子的振动可看作谐振子，这些谐振子可以发射和吸收辐射能。但是这些谐振子只能处于某些分立的状态，在这些状态中，谐振子的能量并不象经典物理学所允许的可具有任意值。相应的能量是某一最小能量ε（称为能量子）的整数倍，即：ε， 1ε，2ε，3ε，... n ε，n 为正整数，称为量子数。对于频率为ν的谐振子最小能量为： 0 1 2 3 4 6 (μ e 实验结果
光电效应教案
第二节光的粒子性 一、教学目标 1．应该掌握的知识方面． (1)光电效应现象具有哪些规律． (2)人们研究光电效应现象的目的性． (3)爱因斯坦的光子说对光电效应现象的解释． 2．培养学生分析实验现象，推理和判断的能力方面． (1)观察用紫外线灯照射锌板的实验，分析现象产生的原因． (2)观察光电效应演示仪的实验过程，掌握分析现象所得到的结论． 3．结合物理学发展史使学生了解到科学理论的建立过程，渗透科学研究方法的教育． 二、重点、难点分析 1．光电效应现象的基本规律、光子说的基本思想和做好光电效应的演示实验是本节课的重点． 2．难点是(1)对光的强度的理解，(2)发生光电效应时光电流的强度为什么跟光电子的最大初动能无关，只与入射光的强度成正比． 三、教具 锌板、验电器、紫外线灯、白炽灯、丝绸、玻璃棒、光电效应演示仪． 四、主要教学过程 (一)新课的引入 光的波动理论学说虽然取得了很大的成功，但并未达到十分完美的程度．光的有些现象波动说遇到了很大的困难，请观察光电效应现象． (二)教学过程的设计 1．演示实验． 将锌板与验电器用导线连接，用细砂纸打磨锌板表面．把丝绸摩擦过的玻璃棒放在锌板附近，用紫外线灯照射锌板． 边演示边提问：紫外线灯打开前后，验电器指针有什么变化？这一现象说明了什么问题？引导学生分析并得出结论：光线照射金属表面，金属失去了电子导致验电器指针张开一角度．明确指出光电效应是光照射金属表面，使物体发射电子的现象．照射的光可以是可见光，也可以是不可见光．发射出的电子叫光电子． 说明：这个实验如果按照课本上的装置进行效果很不理想，因为紫外线照射锌板飞出电子时锌板带正电，在锌板附近形成电场又将电子吸附回去．锌板电势升到很小的值就使逸出和返回的电子达到动态平衡，很难使验电器指针明显地张开． 2．进一步研究光电效应． 以上实验改用很强的白炽灯照射，却不能发生光电效应．向学生提出问题：光电效应的发生一定是有条件的，存在着一定规律．有什么规律呢？让我们进一步研究． 向学生介绍光电效应演示仪．在黑板上画一示意图，如图所示．S为抽成真空的光电管，C 是石英窗口，光线可通过它照射到金属板K上，金属板A和K组成一对电极与外部电路相连接．光源为白炽灯，在光源和石英窗口C之间插入不同颜色的滤光片可以改变入射光的频率，光源的亮度可以通过另一套装置调节．
浅谈光的粒子性
一、浅谈光的粒子性 序 人类的认识往往是在曲折中前进的，对光的认识也是如此。最初，人们对光的本质的认识有两种观点，一种认为光是一种波，而另一种观点认为光是一种粒子，即有光的粒子说和波动说两种说法并存。牛顿认为光是一种匀质硬性小球，这种观点能够较好地解释光的反射、折射及光的直线传播现象。但随着光的干涉、衍射现象的发现，使光的波动说又占了上风；而光电效应的发现，使光的粒子说又重新登上了历史的舞台。但麻烦随之而来，因为光的粒子说无法解释干涉、衍射现象，而光的波动说也无法解释光电效应。于是，有聪明人把波动性和粒子性这两种截然不同的特性揉在一起，创造出了所谓的光的波粒二象性，并且自以为对物质的认识又前进了一大步，这还不算，他们又进而推广认为一切物质都有波粒二象性，这恐怕也是没有办法的办法。就在人们为波粒二象性这种新提法而洋洋自得的时候，殊不知，却丧失了一次认识光子内部结构的极好机会。而此后，人们若要揭示光的本性，就要承受更大的压力，排除更多的干扰，做更多不必要的工作。本文将从光的干涉、衍射现象入手，全面揭示光的本性－－粒子性…… 1、光的本性――粒子性 光的本性是什么？这个问题似乎无需讨论。物理学家会告诉你，光具有波粒二象性，是一种物质波；实际上一切物体都具有波动性，只不过宏观物质的物质波较短，更多时候其表现出粒子性而已。这样
的回答不禁使人想起一个幽默： 有人问：“地球为什么是圆的？” 答曰：“因为它在转” 又问：“地球为什么在转？” 答曰：“因为它是圆的” 光是什么？━━光是一种物质波。 光为什么是物质波？━━因为它有波粒二象性。 光为什么有波粒二象性呢？━━因为它是一种物质波。 我们痛心地发现，这个简单的近乎无聊的逻辑被人滥用到了令人吃惊的程度，在当今物理学中，似乎不谈物质波、相对论就显得落伍、水平不高什么的。那么，物质波是什么东西呢？恐怕只有极少数的聪明人才知道！我从来就认为光是一种粒子。这种观点可以解释光的直线传播、反射等等现象，但是光子说的确“无法解释光的干涉、衍射现象”。长久以来，我一直在思考如何解释这个问题，而光的干涉现象、衍射现象无疑是建立光子说的最大障碍。所以要想建立光子说，必须首先突破干涉现象、衍射现象的瓶颈。如何认识光的干涉现象、衍射现象呢？我们认为需要从两个方面入手，一方面是光子内部结构问题，另一方面是引力场的问题，这两方面要统筹考虑。。牛顿的光子说仅仅把光子看作一种简单的匀质硬性小球，这实际上是对光子的内部复杂结构认识不足，我们认为，光子并不是“匀质硬性小球”，它有极其复杂的内部结构，而光的干涉现象和衍射现象实际上是我们通过引力场认识光子内部结构的极好机会。
高中物理-粒子的波动性练习
高中物理-粒子的波动性练习 我夯基我达标 1.下列哪组现象能说明光具有波粒二象性（） A.光的色散和光的干涉 B.光的干涉和光的衍射 C.光的反射和光电效应 D.泊松亮斑和光电效应 思路解析：光的色散、光的反射可从波动性与粒子性两方面分别予以理解，故A、C选项错误.光的干涉、衍射现象只说明了光的波动性，B选项错误.泊松亮斑能说明光具有波动性，光电效应说明具有粒子性，故D选项正确. 答案：D 2.对光的认识，下列说法正确的是（） A.个别光子的行为表现出粒子性，大量光子的行为表现出波动性 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，就不具有粒子性，光表现出粒子时，就不再具有波动性 D.光的波粒二象性应理解为：在某种场合下光的波动性表现得明显，在另外的某种场合下，光的粒子性表现得明显 思路解析：本题考查的是光的波粒二象性，光是一种概率波，少量光子的行为往往易显出粒子性，而大量光子的行为往往显示出其波动性，A选项正确.光的波动性不是由于光子之间的相互作用引起的，而是光的一种属性，这已被弱光照射双缝后在胶片上的感光实验所证实，B选项正确.粒子性和波动性是光同时具备的两种属性，C选项错误，D选项正确. 答案：ABD 3.下列说法正确的是（） A.光的波粒二象性学说就是牛顿的微粒说加上惠更斯的波动说组成的 B.光的波粒二象性彻底推翻了麦克斯韦电磁理论 C.光子说并没有否定电磁说，在光子的能量E=hν中，ν（频率）就是波的特征量 D.光波不同于宏观观念中的那种连续的波，它是表明大量光子运动规律的一种概率波 思路解析：光的波粒二象性认为光是一份一份的光子构成的，光子是一种没有静止质量的能量团，与牛顿的微粒说中的实物粒子有本质区别；光同时还是一种概率波，可以用波动规律来解释，但与惠更斯的波动说中的光是一种机械波有本质区别，因而A错而D对.在光的波粒二象性中，光子能量E=hν中，ν表示了波的特征，因而并没有否定麦克斯韦的电磁说，B错C对. 答案：CD 4.对于光的波粒二象性的说法中，正确的是（） A.一束传播的光，有的光是波，有的光是粒子 B.光子与电子是同一种粒子，光波与机械波是同样一种波 C.光的波动性是由于光子间的相互作用而形成的 D.光是一种波，同时也是一种粒子，光子说并未否定电磁说，在光子的能量E=hν中，频率ν仍表示的是波的特性 思路解析：根据波粒二象性，光同时具有波动性和粒子性，A选项错误.不同于宏观观念的粒子和波，故B选项错误.光的波动性是光子本身固有的性质，不是光子之间相互作用引起的，C选项错误.光子的能量与其对应的能量成正比，而频率是反映波动特征的物理量，因此E=hν揭示了光的粒子性和波动性之间的密切联系，光子说并未否定电磁说，故D选项正确. 答案：D
高中物理-崭新的一页：粒子的波动性教案 (2)
高中物理-崭新的一页：粒子的波动性教案 ★新课标要求 （一）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。 （二）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。 （三）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。 ★课时安排 1 课时 ★教学过程 （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？请同时举出相应的事实基础。 学生阅读课本、思考后回答：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）。 点评：让学生阅读课本内容结合前面所学知识进行归纳总结,形成正确观点。 教师：原来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？ 学生举例说明：例如哲学中对事物的辨正观点等。 点评：培养学生对事物或规律的全面把握,并与与其他学科进行横向渗透联系。
光的粒子性 说课稿 教案
光的粒子性 ★新课标要求 （一）知识与技能 1．通过实验了解光电效应的实验规律。 2．知道爱因斯坦光电效应方程以及意义。 3．了解康普顿效应，了解光子的动量 （二）过程与方法 经历科学探究过程，认识科学探究的意义，尝试应用科学探究的方法研究物理问题，验证物理规律。 （三）情感、态度与价值观 领略自然界的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲，乐于探究自然界的奥秘，能体验探索自然规律的艰辛与喜悦。 ★教学重点光电效应的实验规律 ★教学难点爱因斯坦光电效应方程以及意义 ★教学方法教师启发、引导，学生讨论、交流。 ★教学用具：投影片，多媒体辅助教学设备 ★课时安排 2 课时 ★教学过程 （一）引入新课 提问：回顾前面的学习，总结人类对光的本性的认识的发展过程？（多媒体投影，见课件。）学生回顾、思考，并回答。 教师倾听、点评。 光的干涉、衍射现象说明光是电磁波，光的偏振现象进一步说明光还是横波。19世纪60年代，麦克斯韦又从理论上确定了光的电磁波本质。然而，出人意料的是，正当人们以为光的波动理论似乎非常完美的时候，又发现了用波动说无法解释的新现象——光电效应现象。对这一现象及其他相关问题的研究，使得人们对光的又一本质性认识得到了发展。 （二）进行新课 1．光电效应 教师：实验演示。（课件辅助讲述） 用弧光灯照射擦得很亮的锌板，(注意用导线与 不带电的验电器相连），使验电器张角增大到约为 30度时，再用与丝绸磨擦过的玻璃棒去靠近锌板， 则验电器的指针张角会变大。 学生：认真观察实验。
教师提问：上述实验说明了什么？ 学生：表明锌板在射线照射下失去电子而带正电。 概念：在光(包括不可见光)的照射下，从物体发射电子的现象叫做光电效应。发射出来的电子叫做光电子。 2．光电效应的实验规律 （1）光电效应实验 如图所示，光线经石英窗照在阴极上，便有电子逸出----光电 子。 光电子在电场作用下形成光电流。 概念：遏止电压 将换向开关反接，电场反向，则光电子离开阴极后将受反向 间加反向电压，光电子克服电场力作功，当电压 称遏止电压。根据动能 光电流与光强的关系饱和光电 对于每种金属材料，都相应的有一确定的截止频率νc 。 时，电子才能逸出金属表面；当入射 时，无论光强多大也无电子逸出金属表面。③ 光电效应是瞬时的。从光开光电效应解释中的疑难 经典理论认为，按照经典电磁理论，入射光的光强越大，光波的电场强度的振幅也越大，作用在金属中电子上的力也就越大，光电子逸出的能量也应该越大。也就是说，光电子的能量应该随着光强度的增加而增大，不应该与入射光的频率有关，更不应该有什么截止频率。 光电效应实验表明：饱和电流不仅与光强有关而且与频率有关，光电子初动能也与频率有关。只要频率高于极限频率，即使光强很弱也有光电流；频率低于极限频率时，无论光强再大也没有光电流。光电效应具有瞬时性。而经典认为光能量分布在波面上，吸收能量要时间，即需能量的积累过程。 为了解释光电效应，爱因斯坦在能量子假说的基础上提出光子理论，提出了光量子假设。 4．爱因斯坦的光量子假设（1）内容光不仅在发射和吸收时以能量为h ν的微粒形式出现，而且在空间传播时也是如此。也就是说，频率为ν 的光是由大量能量为 E =h ν的光子组成的粒子流，这些光子沿光的传播方向以光速 c 运动。 2c e v c eU
2019届高三物理二轮复习光的粒子性题型归纳
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
高中物理-粒子的波动性练习
高中物理-粒子的波动性练习 A组 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”认为光是一种物质微粒,爱因斯坦的“光子说”认为光是一份一份不连续的能量,显然选项A错;干涉、衍射是波的特性,光能发生干涉说明光具有波动性,选项B正确;麦克斯韦根据光的传播不需要介质,以及电磁波在真空中的传播速度与光速近似相等从而认为光是一种电磁波,后来赫兹用实验证实了光的电磁说,选项C正确;光具有波动性与粒子性,称为光的波粒二象性,选项D正确. 答案:BCD 2.用很弱的光做双缝干涉实验,把入射光减弱到可以认为光源和感光胶片之间不可能同时有两个光子存在,如图所示是不同数量的光子照射到感光胶片上得到的照片.这些照片说明() A.光具有粒子性 B.光具有波动性 C.光既有粒子性,又有波动性 D.光的波动性不是光子之间的相互作用引起的 解析:少量光子通过双缝后照片上呈现不规则分布的亮点显示了光的粒子性,大量光子通过双缝后照片上获得了双缝干涉条纹,说明光具有波动性;光子先后依次通过双缝,说明光的波动性不是光子之间的相互作用引起的.故选项C、D正确. 答案:CD 3.下列有关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,其波动性越显著;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,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,选项A错误. 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一种粒子,选项B错误. 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光接收装置的反应,所以其粒子性就很显著.故选项C正确,D错误. 答案:C 4.下列说法正确的是()
高中粒子的波动性学案教案
高中粒子的波动性学案 教案 Last revised by LE LE in 2021
粒子的波动性 编写人：吴霞审核人：孙俊 【知识要点】 1．光既具有_________，又具有____________，这种性质叫做粒波二象性。 对光的波粒二象性的理解：①大量光子表现出显着的___________，个别光子（少量光子）表现出显着的_______________。②光的波长越长，__________越显着；波长越短，_______________越显着。③光在传播过程中___________起主导作用，光在物体相互瓦特和时，_______________起主导作用。 描写粒子性的物理量（如能量E、动量p）和描写波动性的物理量（如波 长λ、频率v），可以用公式,h E hvλ p 联系起来，这也表明光的波动性、粒子性没有相互否定，而是统一的。 2．粒子的波动性 （1）物质波：一切运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波与它相应，这种波叫做物质波，是由德布罗意提出的，又叫做德布罗意波。 （2）德布罗意公式：λ＝________________或______________。 （3）实验验证：1927年，两位美国物理科学家使电子束投射到镍的晶体上，得到电子束的衍射图案，证实了德布罗意的猜想。 【典型例题】 例1．关于物质波，下列认识错误的是 A．任何运动的物体（质点）都伴随一种波，这种波叫做物质波B．X射线的衍射实验，证实了物质波的假设是正确的 C．电子的衍射实验，证实了物质波的假设是正确的 D．宏观物体尽管具有波动性，但它们不具有干涉、衍射等现象 例2．若某光谱波长为λ，则此光谱中光子的 A．频率为λ e B．能量为 hc λ C．动量为 h λ D．质量为 h cλ 例3．有一种X射线，它的每个光子具有4×104eV的能量，此X射线的波长是多少一个电子具有多少能量时，其德布罗意波的波长与上述X射线的波长相等 例4.太阳光垂直射到地面上时，1 ㎡地面接受的太阳光的功率为,其中可见光部分约占45%。
光的粒子性 说课稿 教案
光的粒子性 【教学目标】 （一）知识与技能 1．通过实验了解光电效应的实验规律。 2．知道爱因斯坦光电效应方程以及意义。 3．了解康普顿效应，了解光子的动量 （二）过程与方法 经历科学探究过程，认识科学探究的意义，尝试应用科学探究的方法研究物理问题，验证物理规律。 （三）情感、态度与价值观 领略自然界的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲，乐于探究自然界的奥秘，能体验探索自然规律的艰辛与喜悦 【教学重难点】 1教学的重点及其教学的策略 重点：光电效应的实验规律。 教学策略：本可以实验引入，在引入阶段让学生充分讨论两个问题:一为什么在在紫外线的照射下自由电子会跑出来呢？二为什么用红光的照射锌板打不出电子？这样的引入激发了学生的兴趣，从而为学生总结光电效应规律建立了基础，在这里应注意引导学生联系实验去理解存在饱和电流、遏制电压、截止频率、效应的瞬时性，学会真切感受到经典理论的局限性和光电效应的神奇性。 2教学的难点及其教学的侧略 难点：爱因斯坦光电效应方程以及意义。 教学策略：同学们根据自己已有的知识对光电效应可能发生的现象进行猜测和分析，我们发现我们的推测与试验结果大相径庭，这时候引导学生看书，让同学找出光电效应的方程，并且老师带动学生去理解光电效应方程。 【教学器材】锌板，紫外灯，验电器。 【教学过程】 ◆新课导入 提问：回顾前面的学习，总结人类对光的本性的认识的发展过程？（多媒体投影，见课件。）学生回顾、思考，并回答。 教师倾听、点评。 光的干涉、衍射现象说明光是电磁波，光的偏振现象进一步说明光还是横波。19世纪60年代，麦克斯韦又从理论上确定了光的电磁波本质。然而，出人意料的是，正当人们以为光的波动理论似乎非常完美的时候，又发现了用波动说无法解释的新现象——光电效应现象。对这一现象及其他相关问题的研究，使得人们对光的又一本质性认识得到了发展。
第七章从粒子到宇宙知识点总结
第七章《从粒子到宇宙》复习导学案 知识点梳理： 知识点一分子 概念：能保持物质化学性质的最小微粒。 大小：分子直径得数量级为10-10m，即0.1nm 三、分子模型的内容（特点） 1、物质是由大量分子组成的，分子间有空隙； 证据：水与酒精混合后总体积变小； 2、分子在永不停息的做无规则运动； 温度越高，分子无规则运动越剧烈 固体分子：樟脑变小 证据：分子运动液体分子：水蒸发 气体分子：闻到香味 3、分子间不仅存在吸引力，而且还存在排斥力 证据： 吸引力：铅块挤压吸引；拉断铁丝比棉线难；两滴水银靠近会自动结合成一滴排斥力：固体、液体很难被压缩 四、解释固、液、气的性质 物质状态分子间距分子间作用力特征 固小大有体积，有形状 液大小有体积，无形状 气很大很小物体积，无形状 知识点二静电现象 一、分子是由原子构成的 分子不同原子构成：化合物分子 相同原子构成单质分子 二、摩擦起电 1、带电：摩擦过的绝缘体能吸引轻小物体，就说该物体带了电（荷）。 2、绝缘体：导电性差的物体； 3、带电体：带了电荷的物体； 4、带电体具有吸引轻小物体的性质； 5、用摩擦的方式使物体带电，叫做摩擦起电。
三、两种电荷 1、正电荷+：丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷称为正电荷； 负电荷－：毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷称为负电荷。 2、自然界中只有两种电荷。 3、同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。 四、原子构成 1、汤姆生发现了电子，揭示了原子是有结构（可再分）的； 2、原子构成：（1）原子由带正电的原子核与带负电的电子构成； （2）原子核带的正电荷=电子带的负电荷；所以，原子呈电中性，原子构成的物体也呈电中性。 （3）原子核对电子有束缚能力，不同物质的原子对电子的束缚能力不同； 五、摩擦起电的本质 1、失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负电； 2、摩擦起电不是创造了电荷，而是电荷发生了转移。 知识点三探索更小的微粒 一、从静电现象认识到原子是可分的 二、原子核式结构模型 提出者：卢瑟福观点：1.原子是由原子核与电子构成的；2.原子核位于中心，电子绕核告诉运动； 3.原子核很小，电子更小类似：行星绕日的太阳系结构 三、原子核的结构 观点：原子核有质子和中子构成；原子与中子由夸克构成。 四、带电性 1、原子核带正电，核外电子带负电，带电数量相等； 2、质子带正电，中子不带电。 知识点四宇宙探秘 一、两种学说 1、地心说－托勒玫 2、日心说－哥白尼 二、星空世界 1、地球等行星绕太阳运行，构成太阳系； 2、千亿记像太阳这样的恒星、弥漫物质构成银河系； 3、一千亿个类似与银河系、仙女星系的星系构成了宇宙。
高中物理《光的粒子性》优质课教案、教学设计
17.2 光的粒子性 学习目标： 1、知道光电效应及其实验规律，感受以实验为基础的科学研究方法 2、知道爱因斯坦光电效应方程及其意义，感受科学家在面对科学疑难时的创新精神 3、知道康普顿效应及其意义。 重点：爱因斯坦光电效应方程及其意义 难点：光电效应及其实验规律 一、问题导学： （一）光电效应及实验规律 1.在光(包括不可见光)的照射下，从物体发射的现象叫做光电效应。发射出来的电子叫做． 2.光电效应的实验规律 (1) 存在着电流 在一定的光照条件下，随着所加电压的增大，光电流趋于一个饱和值，入射光越强，饱和电流越大，即，单位时间内发射的光电子数目越多． (2) 存在着电压和频率． 只有施加反向电压且达到某一值时才会使光电流为零，这一电压称为遏止电压，遏止电压的存在说明光电子具有一定的。 光电子的能量只与入射光的有关，而与入射光的无关．刚好不能发生光电效应时，入射光的频率称为频率． (3) 光电效应具有 当入射光频率超过截止频率v c 时，无论光怎样微弱，产生光电流的时间不超过10-9s，光电效应几乎是瞬时的． 3. 逸出功：电子从金属中逸出所需做功的，不同金属的逸出功． (二)爱因斯坦的光电效应方程 1．光子说：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组成的，这些能量子被称为，频率为v 的光的能量子为.
我的收获 我的疑问 2．光电效应方程 (1) 表达式 ． (2) 物理意义：金属中电子吸收一个光子获得的能量是 ，这些能量一部分用于克服金属的逸出功 ，剩下的表现为逸出后电子的最大初动能 ． (三)康普顿效应和光子的动量 1．光的散射：光在介质中与物质微粒的相互作用，使光的传播方向 的现象。 2. 康普顿效应：在光的散射中，除了与入射波长 0 的成分外，还有波长大于0 的成分，这个现 象称为 。康普顿的学生，中国留学生 测试了多种物质对 X 射线的散射，证实了康普顿 效应的普遍性。 3. 康普顿效应的意义：康普顿效应表明光子除了具有 之外，还具有 ，深入揭示了光的性的一面． 4. 光子的动量： ． 二、合作探究 例 1．对光电效应做出合理解释的物理学家是( ) A.爱因斯坦 B.玻尔 C.查德威克 D.德布罗意 例 2. 在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如下图所示．则可判断出 ( ) A ．甲光的频率大于乙光的频率 B ．乙光的波长大于丙光的波长 C ．乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率
科学家同时观察到光的粒子性与波动性
科学家同时观察到光的粒子性与波动性(图) 上面的想象图演示的是单光子穿过干涉仪时的情景，干涉仪的输出端装有量子分光镜。图中远处可以看到正弦振荡的波形，表示的是单光子干涉，是一种波动现象。而在图片近处，观察不到振荡，说明只表现出粒子的特性。在两种极端之间，单光子的行为连续不断地从波的形式向粒子形式转变，图中显示了这两种状态 的重叠。 受艺术家毛里茨·科内利斯·埃舍尔作品的启发绘制的艺术图，显示了光在粒子态和波形态之间的连续变 化。
受艺术家毛里茨·科内利斯·埃舍尔作品的启发绘制的艺术图，显示了光在粒子态和波形态之间的连续变 化。 阿尔贝托·佩鲁佐(左)和彼得·夏伯特(右)，研究论文的并列第一作者。 实验中用以检测波粒二象性的量子光子芯片。单光子通过光纤进入环路，在输出端被极其敏感的探测器检测到。
新浪科技讯北京时间11月8日消息，长久以来，人们都知道光既可以表现出粒子的形式，也可以呈现波动的特征，这取决于光子实验测定时的方法。但就在不久之前，光还从未同时表现出这两种状态。 关于光是粒子还是波的争论由来已久，甚至可以追溯到科学最初萌芽的时候。艾萨克·牛顿提出了光的粒子理论，而詹姆斯·克拉克·麦克斯韦的电磁学理论认为光是一种波。到了1905年，争论出现了戏剧性的变化。爱因斯坦提出光是由称为“光子”的粒子组成，借此解释了光电效应。他也因此获得了诺贝尔物理学奖。光电效应的发现对物理学影响深远，并为后来量子力学的发展作出了重大贡献。 量子力学在对微小粒子，如原子和光子的行为预测上，具有惊人的准确性。然而，这些预测非常违反直觉。比如，量子理论认为类似光子的粒子可以同时在不同的地方出现，甚至是同时在无穷多的地方出现，就像波的行为一样。这种被称为“波粒二象性”的概念，也适用于所有的亚原子粒子，如电子、夸克甚至希格斯玻色子等。波粒二象性是量子力学理论系统的基础，诺贝尔奖获得者理查德·费曼将其称为“量子力学中一个真正的奥秘”。 刊于《科学》杂志上的两组独立研究，利用不同的方法对光从波形态向粒子态的转变进行了测定，以揭示光的本质面貌。两组研究都来源于理论物理学家约翰·惠勒于上个世纪80年代进行
4物质的粒子模型(答案)
第4章物质的粒子模型 1．物质存在的状态称为物态。常见的物质状态有固态、液态、气态、。 2．固体、液体和气体的性质 3．物质的粒子模型 ①固体、液体和气体都是由数量巨大的、体积十分微小的粒子构成的。不同的物质由不同的粒子构成。 ②物质的粒子在不停地做无规则运动。温度越高，粒子运动越剧烈。 ③物质的粒子之间都有间隙。 4．两种不同的物质相遇，它们的粒子互相进入对方粒子间的间隙中，这种现象称为扩散现象，表明物质的粒子在不停地做无规则运动。 5．科学家以粒子模型分析物质的三种状态： ①固态：粒子排列有序，结构紧密；粒子之间的间隙很小，粒子之间的相互作用力大；粒子不能自由移动，只能在固定的位置上振动。 ②液态：粒子排列不很整齐，结构较紧密；粒子之间的间隙大，粒子之间的相互作用力小；粒子可在一定范围内自由移动。 ③气态：粒子排列不整齐，结构松散；粒子之间的间隙很大，粒子之间的相互作用力几乎没有；粒子可自由移动。
6．固体、液体和气体粒子之间的间隙相比，气体粒子之间的间隙最大，固体粒子之的间隙最小。因而，在相同的条件下，固体、液体和气体受压时，气体最容易被压缩，固体和液体不容易被压缩。 7．气体粒子不断地撞击容器内壁，产生气压。在同一空间里，气体粒子数量越多，气压越大；温度越高，粒子运动越剧烈，气压越大。 8．地球表面覆盖着一层大气，气体粒子不断撞击地球的表面，从而产生大气压。 9．无液气压计可以用来测量大气压强。当大气压强增大时，气压计内金属盒的厚度会减小；当大气压强减小时，气压计内金属盒的厚度会增大。金属盒厚度改变，带动指针转动，从而显示气压的改变。 10．物体在水中沉或浮是由物质的种类/物质的密度决定的。 11．质量相等、不同物质的物体，体积一般不相同；体积相等、不同物质的物体，质量一般不相同。同种物质的物体，体积大，质量也大，其质量与体积之比相同。 12．物质单位体积的质量称为密度。密度的计算公式是密度＝质量/密度。密度的单位是克/厘米3（g/cm3）和千克/米3（kg/m3）。 13．要测一块长方体固体的密度，可用刻度尺测出它的长、宽、高，再用电子天平测出它的质量，然后用质量除以体积就可以得到它的密度。 14．当固体、液体和气体放在一起时，密度小的物体浮在密度大的物体之上。例如木块浮在水面上，是因为木材的密度比水的密度小。 15．热空气的密度比冷空气的密度小，这是因为空气受热时，空气粒子的运动剧烈，使粒子之间的间隙增大，密度减小。热空气会浮在冷空气之上，这就是热气球上升的原因。 16．物体受热时，粒子运动加剧，粒子之间的间隙相应增大，形成了物体受热膨胀的现象。物体遇冷时，粒子之间的间隙减小，物体收缩。 17．如果加热程度相同，气体膨胀最明显，液体次之，固体最不明显。 18．受热时，双金属片会弯曲，原因是不同金属的膨胀程度不同。恒温器利用双金属片受热弯曲的原理，控制电路的开关，从而控制温度。 19．人们利用热胀冷缩原理设计成不少元件或产品，如：温度计、日光灯、双金属片恒温器等。热胀冷缩也造成危害，如电线不拉紧是为了防止天冷电线收缩时，不至于因两端固定而被拉断，类似的例子还有路面留伸缩缝、蒸汽管中间有伸缩管等。
高中物理 第十七章 3粒子的波动性教案 新人教版选修3-5(2篇)
粒子的波动性 ★新课标要求 （一）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。 （二）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。 （三）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。 ★课时安排 1 课时 ★教学过程 （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？请同时举出相应的事实基础。 学生阅读课本、思考后回答：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）。 点评：让学生阅读课本内容结合前面所学知识进行归纳总结，形成正确观点。 教师：原来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？ 学生举例说明：例如哲学中对事物的辨正观点等。 点评：培养学生对事物或规律的全面把握，并与与其他学科进行横向渗透联系。 （二）进行新课