高中物理必备知识点 波粒二象性

第十六章波粒二象性一、光电效应1.定义:在光的照射下从物体发射出电子的现象(发射出的电子称为光电子).2.产生条件:入射光的频率大于极限频率.3.光电效应规律(1)每种金属都有一个极限频率,入射光的频率必须大于这个极限频率才能产生光电效应.(2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关,只随入射光频率的增大而增大.(3)光电效应的发生几乎是瞬时的,一般不超过10-9 s.(4)当入射光的频率大于极限频率时,光电流的强度与入射光的强度成正比.二、光电效应方程1.基本物理量(1)光子的能量:ε=hν其中h=6.63×10-34 J·s(称为普朗克常量).(2)逸出功:使电子脱离某种金属所做功的最小值.(3)最大初动能发生光电效应时,金属表面上的电子吸收光子后克服原子核的引力逸出时所具有动能的最大值.2.光电效应方程爱因斯坦光电效应方程是根据能量守恒定律推导出来的.描述的是光电子的最大初动能E k跟入射光子的能量hν和逸出功W之间的关系:E k=hν-W三、波粒二象性、物质波1.光的波粒二象性(1)光电效应说明光具有粒子性,同时光还具有波动性,即光具有波粒二象性.(2)大量光子运动的规律表现出光的波动性,单个光子的运动表现出光的粒子性.(3)光的波长越长,波动性越明显,越容易看到光的干涉和衍射现象.光波的频率越高,粒子性越明显,穿透本领越强.2.物质波任何一个运动的物体,小到微观粒子,大到宏观物体,都有一种波与它相对应,其波长等于hmv,也称为德布罗意波、物质波。

特别提示:物质波既不是机械波,也不是电磁波,物质波乃是一种概率波.四、正确理解光电效应规律中的两个关系1.光电子的最大初动能与入射光频率的关系光电子的最大初动能E k,随入射光频率ν的增大而增大;由爱因斯坦光电效应方程知:E k=hν-W.对于某一金属而言,逸出功W是一定值,普朗克常量h是一常数,故从上式可以看出,最大初动能E k与入射光频率ν成一次函数关系,但不是成正比的,函数图象如图15-1-1.当光照射到金属表面上时,能量为E的光子被电子所吸收,电子把这个能量的一部分用来克服金属表面对它的吸引,剩余部分就是电子离开金属表面时的初动能.(1)由爱因斯坦的光电效应方程可知,只有当光子的能量hν≥W时才会有光电效应讲解:极限频率~~金属的逸出功不同,因此不同金属对应的极限频率也不图15-1-1同.(2)电子吸收光子后能量立即增大hν,不需要能量的积累过程.因此光电效应的发射几乎是瞬时的.(3)电子每次只吸收一个光子,从能量守恒可知,光电子的最大初动能E k=hν-W,且E k随频率的增大而增大,与光的强度无关.2.光电流的大小跟入射光强度成正比光电流的大小是由单位时间内从金属表面逸出的光电子数目决定的,而从金属表面逸出的光电子数目由入射光子的数目决定,而与光子的频率无关.[例题1].对光电效应的解释正确的是( )A.金属钠的每个电子可以吸收一个或一个以上的光子,当它积累的动能足够大时,就能逸出金属B.如果入射光子的能量小于金属表面的电子克服原子核的引力而逸出时所需做的最小功,便不能发生光电效应C.发生光电效应时,入射光越强,光子的能量就越大,光电子的最大初动能就越大D.由于不同金属的逸出功是不相同的,因此使不同金属产生光电效应入射光的最低频率也不同解析:选BD.按照爱因斯坦的光子说,光的能量是由光的频率决定的,与光强无关,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,而电子增加的动能只能来源于照射光的光子能量,但电子只能吸收一个光子,不能吸收多个光子.电子从金属逸出时只有从金属表面向外逃出的电子克服原子核的引力所做的功最小.五、波动性与粒子性的比较(略)[例题2].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D.实物的运动有特定的轨道,所以实物不具有波粒二象性解析:选D.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,但不是不具有波粒二象性.D项合题意.六、感知高考(2008年高考江苏卷)下列实验中,深入地揭示了光的粒子性一面的有________.A.X射线被石墨散射后部分波长增大B.锌板被紫外线照射时有电子逸出但被可见光照射时没有电子逸出C.轰击金箔的α粒子中有少数运动方向发生较大偏转D.氢原子发射的光经三棱镜分光后,呈现线状光谱【解析】X射线被石墨散射后部分波长增大(康普顿效应),说明光子具有粒子性,故选项A 对;对于任何一种金属都存在一个“极限频率”,入射光的频率必须大于这个频率,才能产生光电效应,故选项B对;选项C说明原子的核式结构;选项D说明氢原子的能量是不连续的.【答案】AB[例题3]如图15-1-2所示,当电键S断开时,用光子能量为2.5 eV的一束光照射阴极P,发现电流表读数不为零.合上电键,调节滑动变阻器,发现当电压表读数小于0.60 V时,电流表读数仍不为零;当电压表读数大于或等于0.60 V时,电流表读数为零.(1)求此时光电子的最大初动能的大小;(2)求该阴极材料的逸出功.【解析】设用光子能量为2.5 eV的光照射时,光电子的最大初动能为E k,阴极材料逸出功为W0,当反向电压达到U=0.60 V以后,具有最大初动能的光电子也达不到阳极,因此eU=E k由光电效应方程有:E k=hν-W0由以上二式代入数据解得:E k=0.6 eV,W0=1.9 eV.所以此时最大初动能为0.6 eV,该材料的逸出功为1.9 eV.【答案】(1)0.6 eV (2)1.9 eV课时训练1.人类对光的本性认识经历了曲折的过程.下列关于光的本性的陈述正确的是( ) A.牛顿的“微粒说”与爱因斯坦的“光子说”本质上都是一样的B.任何一个运动着的物体,都具有波动性C.麦克斯韦预言了光是一种电磁波D.光波是概率波答案:BCD2.在演示光电效应的实验中,原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连,用弧光灯照射锌板时,验电器的指针就张开一个角度,如图15-1-5所示,这时( )A.锌板带正电,指针带负电B.锌板带正电,指针带正电C.锌板带负电,指针带正电D.锌板带负电,指针带负电解析:选B.验电器的指针张开一个角度说明锌板带电,锌板在弧光灯照射下发生光电效应失去电子而带正电,验电器也带正电.3.某单色光照射某金属时不能产生光电效应,则下述措施中可能使金属产生光电效应的是( )A.延长光照时间B.增大光的强度C.换用波长较短的光照射 D.换用频率较低的光照射解析:选C.对某种金属能否发生光电效应取决于入射光的频率,与入射光的强度和照射时间无关,所以选项A、B错误.没有发生光电效应,说明入射光的频率小于极限频率,所以要使金属发生光电效应,应增大入射光的频率,减小波长,所以选项C正确,D错误.4. 物理学家做了一个有趣的实验:在双缝干涉实验中,在光屏处放上照相底片,若减弱光流的强度,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,底片上只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,正确的是( )A .曝光时间不长时,出现不规则的点子,表现出光的波动性B .单个光子通过双缝后的落点无法预测C .干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方D .只有大量光子的行为才能表现出光的粒子性解析:选BC.由于光波是一种概率波,故B 、C 正确.A 中的现象说明了光的粒子性;个别光子的行为才通常表现出粒子性,故A 、D 错误.5. 光电效应的实验结论是:对于某种金属( )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解析:选AD.根据光电效应规律可知A 正确,B 、C 错误.根据光电效应方程21mv m 2=h ν-W ,频率ν越高,初动能就越大,D 正确.6.A 和B 两种单色光均垂直照射到同一条直光纤的端面上,A 光穿过光纤的时间比B 光穿过的时间长,现用A 和B 两种光照射同种金属,都能发生光电效应,则下列说法正确的是( )A .光纤对B 光的折射率大B .A 光打出的光电子的最大初动能一定比B 光的大C .A 光在单位时间内打出的电子数一定比B 光的多D .B 光的波动性一定比A 光显著解析:选BD.穿过光纤的时间长的速度小,其折射率较大,频率也较大,波动性弱,粒子性强.所以B 、D 正确.7.已知一束可见光a 是由m 、n 、p 三种单色光组成的.检测发现三种单色光中,n 、p 两种色光的频率都大于m 色光;n 色光能使某金属发生光电效应,而p 色光不能使该金属发生光电效应.那么,光束a 通过三棱镜的情况是下图中的( )图15-1-6解析:选A.n 色光能使某金属发生光电效应,而p 色光不能使该金属发生光电效应,这说明n 色光的频率大于该金属的极限频率,p 色光频率小于该金属的极限频率,即n 色光的频率大于p 色光频率.三种色光的频率按m 、p 、n 的顺序逐渐增大.同一种介质对频率越大的单色光的折射率也越大,所以经棱镜后偏折角度也越大,选A.8.如图15-1-7所示是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能E k 与入射光频率ν的关系图象.由图象可知( )A .该金属的逸出功等于EB .该金属的逸出功等于h ν0C .入射光的频率为2ν0时,产生的光电子的最大初动能为ED .入射光的频率为ν0/2时,产生的光电子的最大初动能为E /2答案:ABC9.分别用波长为λ和3λ/4的单色光照射同一金属板,发出光电子的最大初动能之比为1∶2,以h 表示普朗克常量,c 表示真空中的光速,则此金属板的逸出功为( )解析:选B.由E k1=h ν1-W ①E k2=h ν2-W ②10.波长为λ=0.17 μm 的紫外线照射至金属筒上能使其发射光电子,光电子在磁感应强度为B 的匀强磁场中,做最大半径为r 的匀速圆周运动,已知r ·B =5.6×10-6 T·m,光电子质量m =9.1×10-31 kg ,电荷量e =1.6×10-19 C ,求:(1)光电子的最大动能;(2)金属筒的逸出功.解析:光电子做半径最大的匀速圆周运动时,它的动能即是最大动能.代入数据得21mv 2≈4.41×10-19 J. (2)由爱因斯坦光电效应方程得W =h ν-21mv 2=h c/λ-21mv 2代入数据得W ≈7.3×10-19 J. 答案:(1)4.41×10-19 J (2)7.3×10-19 J11. 如图15-1-8所示,一伦琴射线管,K 为阴极可产生电子,阴极K 与对阴极A 外加电压U AK =30 kV.设电子离开K 极时速度为零,通过电压加速后而以极大的速度撞到对阴极A 上而产生X 射线,假定电子的全部动能转为X 射线的能量.求:(1)电子到达A 极时的速度是多大?(2)从A 极发出的X 射线的最短波长是多少?(3)若电路中的毫安表的示数为10 mA ,则每秒从A 极最多能辐射出多少个X 光子?(已知电子的质量m e =9.1×10-31 kg ,电子的电荷量e =1.6×10-19 C ,普朗克常量h =6.6×10-34 J·s)解析:电子在电场力作用下的末速度可以由动能定理求出.电子的动能若全部转变成X 射线光子的能量,可根据光子说E =h ν,求出X 光子的频率和波长.每个光子的能量都是由冲向A 极的电子来提供的,即可根据电流值求出每秒到达A 板的电子数,可推知每秒由A 极发射的X 射线的光子数.(1)设电子被加速后的动能为E k ,由动能定理知,E k =eU AK =30000 eV =4.8×10-15 J.由于E k =21m e v 2,所以.答案:(1)1.0×108 m/s (2)4.1×10-11 m (3)6.25×1016个。

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高二物理《波粒二象性》知识点波粒二象性知识点总结

高二物理《波粒二象性》知识点波粒二象性知识点总结

高二物理《波粒二象性》知识点波粒二象性知识点
总结
波粒二象性是指光和物质粒子既可以表现出波动性,也可以表现出粒子性的特征。

光的波动性:
1. 光可以传播并产生干涉、衍射、反射和折射等现象。

2. 光的波长和频率与其能量和颜色有关。

3. 光的波长越短,频率越高,能量越大。

光的粒子性(光子):
1. 光的能量以离散的量子形式存在,称为光子。

2. 光子的能量由其频率确定,E = hf,其中h为普朗克常数。

3. 光子具有动量,p = hf/c,其中c为光速。

4. 光子与物质粒子之间可以发生相互作用。

物质粒子的波动性:
1. 物质粒子(如电子、中子和质子等)具有波动性,其波长由物质粒子的动量确定,λ= h/p。

2. 物质粒子的波长越短,动量越大,能量越高。

物质粒子的粒子性:
1. 物质粒子具有质量和电荷等属性,可在空间中定位并与其他粒子相互作用。

2. 物质粒子的运动具有定向性和速率,可以经历加速、碰撞、反弹和传递动量等过程。

波粒二象性的实验验证:
1. 双缝干涉实验:将光束通过双缝,观察在屏幕上出现的干涉条纹。

2. 非弹性散射实验:通过向物质粒子轰击金属原子等,观察其与原子发生相互作用的现象。

3. 康普顿散射实验:观察到X射线与物质粒子碰撞后发生能量和动量的转移。

波粒二象性的意义:
波粒二象性的发现和理解深化了我们对物质和能量本质的认识。

它为解释光电效应、康普顿散射以及粒子的衍射和干涉等现象提供了理论基础,并在量子力学的发展中起到了重要的作用。

波粒二象性知识点总结

波粒二象性知识点总结

波粒二象性知识点总结波粒二象性是量子力学的基础概念之一,是描述微观粒子行为的理论。

这一概念也是对经典物理学“波动”与“粒子”概念的修正和补充。

在日常生活中,我们所接触到的物体大多是宏观物体,其运动状态受牛顿力学的描述。

但当我们观察到微观粒子时,牛顿力学已经无法描述其行为,因此需要量子力学的波粒二象性来描述。

本文将介绍波粒二象性的基本知识点。

1. 波动性在物理学中,“波”是指运动方式呈波浪形态的前进性振动,它具有振幅、波长、频率等物理量。

波动是一种描述物质运动的方式,可以解释许多经典物理现象,如声波、光波等。

然而,在描述物质微观粒子时,波动性并不能完全解释其现象。

因此,我们需要引入第二个概念——粒子性。

2. 粒子性“粒子”是指宏观物体的一个基本单元,由固定的质量和位置,以及运动状态(如速度、动量、能量)等特性组成。

在经典物理学中,物质被认为是由许多可观测的粒子组成的,这些粒子遵循牛顿定律。

而当我们开始观察微观粒子时,我们会发现它们的行为并不完全符合牛顿力学,因此需要引入波粒二象性。

3. 波粒二象性波粒二象性是指微观粒子既具有波动性,又具有粒子性,即它们既可以表现为波,又可以表现为粒子。

这一概念是量子力学的基础之一,也是该学科的核心概念之一。

3.1 波动性表现为干涉和衍射波动性的体现是微观粒子在干涉和衍射实验中的行为。

波动的传播具有干涉和衍射的特性,这也是微观粒子的行为所遵循的规律。

当一束微观粒子通过一个狭缝时,会出现干涉现象,即在远离狭缝的屏幕上形成干涉条纹。

这种现象可以解释微观粒子在空间中的波动性。

当微观粒子通过两个狭缝时,会出现衍射现象,即在屏幕上出现衍射条纹。

这种现象也可以解释微观粒子在空间中的波动性。

3.2 粒子性表现为量子化现象粒子性的体现则是微观粒子的量子化现象。

根据量子力学,微观粒子在运动时只能取到一定能量的离散值,这被称为能量量子化。

这种现象表明微观粒子的能量是分立的,而不是连续的。

高二物理波粒二象性知识点总结

高二物理波粒二象性知识点总结

高二物理波粒二象性知识点总结高二物理课本中,粒二象性是量子力学中非常重要的概念之一,学生要掌握相关知识点,下面给大家带来高二物理波粒二象性知识点,希望对你有帮助。

高二物理波粒二象性知识点一、量子论1.创立标志:1900年普朗克在德国的《物理年刊》上发表《论正常光谱能量分布定律》的论文,标志着量子论的诞生。

2.量子论的主要内容①普朗克认为物质的辐射能量并不是无限可分的,其最小的、不可分的能量单元即能量子或称量子,也就是说组成能量的单元是量子。

②物质的辐射能量不是连续的,而是以量子的整数倍跳跃式变化的。

3.量子论的发展①1905年,爱因斯坦奖量子概念推广到光的传播中,提出了光量子论。

②1913年,英国物理学家玻尔把量子概念推广到原子内部的能量状态,提出了一种量子化的原子结构模型,丰富了量子论。

③到1925年左右,量子力学最终建立。

二、黑体和黑体辐射1.热辐射现象任何物体在任何温度下都要发射各种波长的电磁波,并且其辐射能量的大小及辐射能量按波长的分布都与温度有关。

这种由于物质中的分子、原子受到热激发而发射电磁波的现象称为热辐射。

①物体在任何温度下都会辐射能量。

②物体既会辐射能量,也会吸收能量。

物体在某个频率范围内发射电磁波能力越大,则它吸收该频率范围内电磁波能力也越大。

辐射和吸收的能量恰相等时称为热平衡。

此时温度恒定不变。

实验表明:物体辐射能多少决定于物体的温度(T)、辐射的波长、时间的长短和发射的面积。

2.黑体物体具有向四周辐射能量的本领,又有吸收外界辐射来的能量的本领。

黑体是指在任何温度下,全部吸收任何波长的辐射的物体。

3.实验规律:①随着温度的升高,黑体的辐射强度都有增加;②随着温度的升高,辐射强度的极大值向波长较短方向移动。

三、光电效应1.光电效应在光(包括不可见光)的照射下,从物体发射出电子的现象称为光电效应。

⑵光电效应的实验规律:①任何一种金属都有一个极限频率,入射光的频率必须大于这个极限频率才能发生光电效应,低于极限频率的光不能发生光电效应。

高中物理 必备知识(44):第一节 光电效应、波粒二象性-基础过关

高中物理  必备知识(44):第一节 光电效应、波粒二象性-基础过关

必备知识(44):第一节光电效应、波粒二象性-基础过关第一节光电效应、波粒二象性【基本概念规律】一、光电效应1.定义:在光的照射下从物体发射出电子的现象(发射出的电子称为光电子).2.产生条件:入射光的频率大于极限频率.3.光电效应规律(1)存在着饱和电流对于一定颜色的光,入射光越强,单位时间内发射的光电子数越多.(2)存在着遏止电压和截止频率光电子的能量只与入射光的频率有关,而与入射光的强弱无关.当入射光的频率低于截止频率时不发生光电效应.(3)光电效应具有瞬时性当频率超过截止频率时,无论入射光怎样微弱,几乎在照到金属时立即产生光电流,时间不超过10-9 s.二、光电效应方程1.基本物理量(1)光子的能量ε=hν,其中h=6.626×10-34 J·s(称为普朗克常量).(2)逸出功:使电子脱离某种金属所做功的最小值.(3)最大初动能发生光电效应时,金属表面上的电子吸收光子后克服原子核的引力逸出时所具有动能的最大值.2.光电效应方程:E k=hν-W0.三、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性.(2)光电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.2.物质波(1)概率波:光的干涉现象是大量光子的运动遵守波动规律的表现,亮条纹是光子到达概率大的地方,暗条纹是光子到达概率小的地方,因此光波又叫概率波.(2)物质波: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.【重要考点归纳】考点一光电效应规律的理解1.放不放光电子,看入射光的最低频率.2.单位时间内放多少光电子,看光的强度.3.光电子的最大初动能大小,看入射光的频率.4.要放光电子,瞬时放.考点二光电效应方程及图象问题1.爱因斯坦光电效应方程E k=hν-W0hν:光电子的能量.W0:逸出功,即从金属表面直接飞出的光电子克服正电荷引力所做的功.E k:光电子的最大初动能.2.图象分析【思想方法与技巧】用统计规律理解光的波粒二象性微观粒子中的粒子性与宏观概念中的粒子性不同,通俗地讲,宏观粒子运动有确定的轨道,能预测,遵守经典物理学理论,而微观粒子运动轨道具有随机性,不能预测,也不遵守经典物理学理论;微观粒子的波动性与机械波也不相同,微观粒子波动性是指粒子到达不同位置的机会不同,遵守统计规律,所以这种波叫概率波.。

波粒二象性知识点总结

波粒二象性知识点总结

波粒二象性知识点总结在物理学的奇妙世界中,波粒二象性是一个极为重要的概念,它彻底改变了我们对物质和光的本质的理解。

接下来,让我们一同深入探索波粒二象性的奥秘。

首先,我们来聊聊什么是波粒二象性。

简单来说,波粒二象性指的是微观粒子,比如电子、光子等,有时表现出粒子的特性,有时又表现出波的特性。

这可不是我们日常生活中常见的那种要么是粒子要么是波的简单情况,而是在微观世界中同时具备两种看似矛盾的性质。

粒子的特性比较容易理解,就像一个个小小的“弹珠”,具有明确的位置和动量。

而波的特性呢,比如水波、声波,具有波长、频率和干涉、衍射等现象。

那微观粒子是怎么表现出粒子特性的呢?当我们进行一些实验,比如用探测器探测单个电子的位置时,我们会发现电子总是在某个特定的位置被探测到,这就显示出了它的粒子性,具有明确的位置和能量。

再来说说波的特性。

光的干涉和衍射实验就是很好的例子。

当光通过双缝时,会在屏幕上形成明暗相间的条纹,这就是光的波动性导致的干涉现象。

衍射呢,比如光通过一个很小的缝隙时,会扩散开来,不再沿着直线传播,这也是波的典型特征。

那么,为什么微观粒子会有波粒二象性呢?这要从量子力学的角度来解释。

在量子力学中,微观粒子的状态不能用经典的粒子或波的概念来描述,而是用一种叫做“波函数”的数学工具。

波函数描述了粒子在不同位置出现的概率。

波粒二象性的发现对物理学的发展产生了深远的影响。

它打破了经典物理学中粒子和波的明确界限,让我们认识到微观世界的复杂性和奇妙性。

在实际应用中,波粒二象性也有着重要的意义。

比如在电子显微镜中,利用电子的波动性可以提高分辨率,让我们能够看到更小的物体。

在半导体技术中,对电子的波粒二象性的理解有助于设计和制造更小、更快的芯片。

波粒二象性还引发了一系列哲学思考。

它让我们重新审视我们对现实世界的认知,挑战了传统的决定论和实在论。

再深入一点,波粒二象性还与不确定性原理密切相关。

不确定性原理指出,我们不能同时精确地知道一个粒子的位置和动量。

高二高三物理-波粒二象性

高二高三物理-波粒二象性

例题
(多选)(2015年江苏卷)波粒二象性是微观世界的基本特征,
以下说法正确的有 ( AB )
A.光电效应现象揭示了光的粒子性 B.热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性 C.黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释 D.动能相等的质子和电子,它们的德布罗意波长也相等
作业
(多选)如图甲所示为实验小组利用100多个电子通过双缝后的 干涉图样,可以看出每一个电子都是一个点;如果乙所示为 该小组利用70 000多个电子通过双缝后的干涉图样,为明暗
例题
(多选)实物粒子和光都具有波粒二象性。下列事实中突出体
现波动性的是( ACD )
A.电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样 B.β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹 C.人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构 D.人们利用电子显微镜观测物质的微观结构 E.光电效应实验中,光电子的最大初动能与入射光的频率 有关,与入射光的强度无关
内容提要
三、对光的波粒二象性的理解
光既有波动性,又有粒子性,两者不是孤立的,而是有机的统一体,其表现规律为: (1)从数量上看: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。 (2)从频率上看:频率越低波动性越显著,越容易看到光的干涉和衍射现象;频率越高粒子性越显著,贯 穿本领越强,越不容易看到光的干涉和衍射现象。 (3)从传播与作用上看:光在传播过程中往往表现出波动性;在与物质发生作用时往往表现为粒子性。 (4)波动性与粒子性的统一:由光子的能量E=hν、光子的动量表达式p=h/λ也可以看出,光的波动性和 粒子性并不矛盾:表示粒子性的能量和动量的计算式中都含有表示波的特征的物理量——频率ν和波长λ。 (5)理解光的波粒二象性时不可把光当成宏观概念中的波,也不可把光当成宏观概念中的粒子。

高二物理《波粒二象性》知识点

高二物理《波粒二象性》知识点波粒二象性是量子力学的基要概念,是专门针对经典概念无法完整描述量子物体的物理行为而提出的假说。

以下是店铺为您整理的关于高二物理《波粒二象性》知识点总结的相关资料,希望对您有所帮助。

高二物理《波粒二象性》知识点总结一:黑体与黑体辐射1.热辐射(1)定义:我们周围的一切物体都在辐射电磁波,这种辐射与物体的温度有关,所以叫热辐射。

(2)特点:热辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而有所不同。

2.黑体(1)定义:在热辐射的同时,物体表面还会吸收和反射外界射来的电磁波。

如果一些物体能够完全吸收投射到其表面的各种波长的电磁波而不发生反射,这种物体就是绝对黑体,简称黑体。

(2)黑体辐射特点:黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关。

注意:一般物体的热辐射除与温度有关外,还与材料的种类及表面状况有关。

二:黑体辐射的实验规律随着温度的升高,一方面,各种波长的辐射强度都有增加;另—方面,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。

三:能量子1.能量子:带电微粒辐射或吸收能量时,只能是辐射或吸收某个最小能量值的整数倍,这个不可再分的最小能量值E叫做能量子。

2.大小:E=hν。

其中ν是电磁波的频率,h称为普朗克常量,h=6.626x10—34J·s(—般h=6.63x10—34J·s)。

四:拓展:对热辐射的理解(1).在任何温度下,任何物体都会发射电磁波,并且其辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而有所不同,这是热辐射的一种特性。

在室温下,大多数物体辐射不可见的红外光;但当物体被加热到5000C左右时,开始发出暗红色的可见光。

随着温度的不断上升,辉光逐渐亮起来,而且波长较短的辐射越来多,大约在1 5000C时变成明亮的白炽光。

这说明同一物体在一定温度下所辐射的能量在不同光谱区域的分布是不均匀的,而且温度越高光谱中与能量最大的辐射相对应的频率也越高。

(2).在一定温度下,不同物体所辐射的光谱成分有显著的不同。

高中物理-波粒二象性

高中物理-波粒二象性一、黑体辐射规律1、黑体:只吸收外来电磁波而不反射的理想物体2、黑体辐射的特点黑体的辐射强度按波长分布只与温度有关,与物体的材料和表面形状无关(一般物体的辐射强度按波长分布除与温度有关外,还与物体的材料、表面形状有关);3、黑体辐射规律:① 随着温度的升高,任意波长的辐射强度都加强② 随着温度的升高,辐射强度的极大值向着波长减小的方向进行;4、普朗克的量子说:透过黑体辐射规律,普朗克认为:电磁皮的辐射和吸收,是不连续的,而是一份一份地进行的,每份叫一个能量子,能量为γεh =。

爱因斯坦受其启发,提出了光子说:光的传播和吸收也是一份一份地进行的,每一份叫一个光子,其能量为νεh =二、光电效应:说明了光具有粒子性,同时说明了光子具有能量1、光电效应现象紫外光照射锌板,锌板的电子获得足够的光子能量,挣脱金属正离子引力,脱离锌板成为光电子;锌板因失去电子而带上正电,于是与锌板相连的验电器也带上正电,金属箔张开。

2、实验原理电路图3、规律:① 存在饱和电流饱和电流:在光电管两端加正向电压时,单位时间到达阳极A 的光电子数增多,光电流越大;但当逸出的光电子全部到达阳极后,再增加正向电压,光电流就达到最大饱和值,称为饱和电流。

② 存在遏止电压在光电管两端加反向电压时,单位时间内到达阳极A 的光电子数减少,光电流减小;当反射电压达到某一值U C 时,光电流减小为零,U C 就叫“遏止电压”。

③ 存在截止频率a 、 截止频率的定义:任何一种金属都有一个极限频率ν0,入射光的频率低于 “极限频率”ν0时,无论入射光多强,都不能发生光电效应,这个极限频率称为 截止频率。

b 、“逸出功”定义:电子从金属表面脱离金属所需克服金属正离子的引力所做的最小功。

要发生光电效应,入射光的能量(h ν)要大于 “逸出功(W )” 即: 00W hv =④ 光电效应的“瞬时性”——因光电效应发生的时间,即为一个光子与一个电子能量交换 的时间,所以不管光强度如何,发生光电效应的时间极短,不超过10-9s 。

高二波粒二象性讲义

【基本概念和原理】一、光的波粒二象性1、光的本性光的干涉、衍射、偏振现象表明光具有性,光电效应和康普顿效应表明光具有性,即光具有性。

2、光子的能量和动量关系式(1)关系式:ε= 和p=(2)意义:能量ε和动量p是描述物质的性的重要物理量;波长λ和频率ν是描述物质的性的典型物理量。

因此ε=hν和p=h/λ揭示了光的性和性之间的密切关系。

二、概率波1、光波是一种概率波光的波动性不是光子之间相互作用的结果而是光子的性质。

光子在空间出现的概率可以通过确定,所以,光波是一种概率波。

2、对光的干涉现象的解释光的干涉条纹是光子在感光片上各点的概率分布的反映,概率大的地方落下的光子,形成,概率小的地方落下的光子,形成。

【重要知识点掌握】一、光是一种波,同时也是一种粒子,光具有波粒二象性.实验:用微弱的光照射双缝,并使光通过双缝到达光屏(感光胶片),在照射时间不太长的情况下,胶片上的点迹是随机、散落而且是毫无规律的.这个事实说明了光是“一份一份”的粒子.1、光是粒子(光子).2、光是一种波.对于随机散落的光子,随着照射时间的延长,胶片上的痕迹表现出光在某个区域落脚的可能性较大,而在另一些区域分布较少的规律性分布。

该分布的情况恰好与用强光照射(此时可认为光是连续的)形成干涉条纹的情况相吻合,这种规律性与波动的规律一致.所以我们说光是一种波.3、分立性与连续性是相对的.光子的行为服从统计规律.干涉加强处表示光子到达的数目多,从统计的观点来看就是光子在该处出现的概率大,干涉减弱处表示光子到达的数目少,也就是光子在该处出现的概率小.这种概率的大小服从波动规律,因此我们把光波叫做概率波.光子在空间各点出现的可能性大小(概率)可以用波动规律来描述。

4、光是一种概率波。

概率波和机械波有什么不同?机械波在介质中传播,光波可以在真空中传播,不需要介质。

比如绳波在绳中传播,是靠一部分对另一部分的作用来使振动传播开去的。

但是,我们能不能这样设想,相邻的光子之间也有一种相互作用从而形成光波呢?课本已有实验证明了不是这个原因。

波粒二象性 高中物理课件18-1

18
第1节 波粒二象性
第1节 波粒二象性
一、能量量子化
1.热辐射
笔记:热辐射
(1)定义:周围的一切物体都在辐射电磁波,这种辐射与物体的温度有关,所以叫热辐射.
(2)辐射物质的实质是电磁波,真空中电磁波的波长和频率关系满足:光速=电磁波波长×
电磁波频率,即 c=λν.对于电磁波来说,频率越高(即波长越短),能量越高,反之越低.
会很明亮,如炼钢炉口上的小孔、一些发光体(如太阳、白炽灯丝)也被当作黑体来处理.
第1节 波粒二象性
一、能量量子化
3.黑体辐射规律的理解
笔记
(1)一般材料的物体,辐射的电磁波除与温度有关外,还与材料的种类及表面状况有关.
(2)黑体是指只吸收而不反射外界射来的电磁波的物体,由于黑体只进行热辐射,所以黑体
(3)特点:热辐射强度与温度有关.温度越高,辐射强度越高;温度越低,辐射强度越低.
(4)光谱:频率由低向高排列分别是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫,红外线比红光的频率低,
紫外线比紫光的频率高,频率越高,能量越高.
第1节 波粒二象性
一、能量量子化
2.黑体与黑体辐射
笔记:黑体
检测物体的热辐射强度时,实际检测到的辐射强度为物体的辐射强度与物体反射环境的辐
外灾难”.
第1节 波粒二象性
一、能量量子化
4.能量子
笔记
(1)能量子
普朗克为了解释辐射规律,提出假设: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,当带电微粒辐射或吸收能量时,只能是辐射或吸收这个最小能量值的整数倍,这个不
可再分的最小能量值叫做能量子.
能量子ε=hν . h 是普朗克常量,ν是电磁波的频率. 普朗克常量是一个定值,由实验测得它的精确数值为 6.626×10-34 J·s,请记忆它的单位和数
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