山东省威海市高中物理选修35：第17章+波粒二象性+课件+强化练习(8份)第17章 第3节
新人教版选修3-5《第17章_波粒二象性》同步练习物理试卷有答案
新人教版选修3-5《第17章波粒二象性》同步练习物理试卷一、选择题（共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，第1～6小题只有一个选项符合题目要求，第7～10小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分）1. 下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑体辐射规律的是（）A. B.C. D.2. 下列各说法中错误的是（）A.普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说B.一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的照射时间太短C.在光的单缝衍射实验中，狭缝越窄，光子动量的不确定量越大D.任何一个运动的物体，大到太阳、地球，小到电子、质子，都与一种波相对应，这就是物质波，物质波是概率波3. 关于康普顿效应，下列说法正确的是（）A.康普顿效应证明光具有波动性B.康普顿在研究石墨对X射线的散射时发现，在散射的X射线中，有些波长变短了C.康普顿在研究石墨对X射线的散射时发现，在散射的X射线中，有些波长变长了D.康普顿效应可用经典电磁理论进行解释4. 一细束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的三束光，分别照射到相同的金属板a、b、c上，如图所示，已知金属板b有光电子放出，则可知（）A.板a一定不放出光电子B.板a一定放出光电子C.板c一定不放出光电子D.板c一定放出光电子5. 一个质量为m、电荷量为q的带电粒子，由静止开始经加速电场加速后（加速电压为U），该粒子的德布罗意波长为（）A.√ℎ2mqU B.ℎ2mqUC.ℎ2mqU√2mqU D.√mqU6. 人眼对绿光最为敏感。
正常人的眼睛接收到波长为530nm的绿光时，只要每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉。
普朗克常量为6.63×10−34J⋅s，光速为3.0×108m/s，则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是（）A.2.3×10−18WB.3.8×10−19WC.7.0×10−48WD.1.2×10−48W7. 在某次光电效应实验中，得到的遏止电压Uc与入射光的频率v的关系如图所示，若该直线的斜率和纵截距分别为k和−b，电子电荷量的绝对值为e，则（）A.普朗克常量可表示为keB.若更换材料再实验，得到的图线的k不改变，b改变C.所用材料的逸出功可表示为ebD.b由入射光决定，与所用材料无关8. 用同一光电管研究a、b两种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图．则这两种光（）A.照射该光电管时a光使其逸出的光电子最大初动能大B.从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角大C.通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距大D.通过同一玻璃三棱镜时，a光的偏折程度大9. 如图所示，一束复合光束c，从玻璃射向空气，经折射后形成光a、b两束光线，则下列说法正确的是（）A.a光光子的能量比b光光子的能量小B.从玻璃射向空气时，a光的临界角小于b光的临界角C.若a光能发生光电效应，b光也一定能发生光电效应D.经同一双缝干涉装置得到干涉条纹，a光干涉条纹间距小10. 用如图的装置研究光电效应现象，当用光子能量为2.5eV的光照射到光电管上时，电流表G的读数为0.2mA.光电管阴极的逸出功为1.8eVB.电键k断开后，没有电流流过电流表GC.光电子的最大初动能为0.7eVD.改用能量为1.5eV的光子照射，电流表G也有电流，但电流较小二、填空题（共3小题，共18分．把答案直接填在横线上）二氧化碳能强烈吸收红外长波辐射，这种长波辐射的波长范围约是1.4×10−3∼1.6×10−3，相应的频率范围是________，相应的光子能量范围是________．“温室效应”使大气全年的平均温度升高，空气温度升高，从微观上看就是空气中分子的________．（已知普朗克恒量A＝6.6×10−31J⋅s，真空中的光速c＝3.0×108m⋅s−1．结果取两位数字．）如图所示，静电计与锌板相连，现用紫外灯照射锌板，关灯后，指针保持一定的偏角。
高级中学高中物理人教版选修35课件：第十七章+波粒二象性第1节+能量量子化(共31张PPT)
巩固练习
【例1】下列叙述正确的是（ ） A、一切物体都在辐射电磁波 B、一般物体辐射电磁波的情况只与温度有关 C、黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑 体温度有关 D、黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波
巩固练习
【例2】炼钢工人通过观察炼钢炉内的颜色，就 可以估计出炉内的温度，这是根据什么道理?
[答案]根据热辐射的规律可知，当物体的温度升高时， 热辐射中较短波长的成分越来越强，可见光所占份额增 大，温度越高红光成分减少，频率比红光大的其他颜色 的光，为橙、黄、绿、蓝、紫等光的成分就增多。因此 可根据炉内光的颜色大致估计炉内的温度。
巩固练习
【例3】对应于3.4×l0-l9J的能量子，其电磁辐 射的频率和波长各是多少？它是什么颜色？
新的物理难题：
1888年，霍瓦(Hallwachs)发现一个带负电 的金属板被紫外光照射会放电。近10年以后， 1897年，J.Thomson发现了电子 ，此时，人们 认识到那就是从金属表面射出的电子，后来， 这些电子被称作光电子。
物理学中将这种效应叫做光电效应。人们本 着对光的完美理论（光的波动性、电磁理论） 进行解释会出现什么结果？
他的墓碑上只刻着他的姓名和
h 6 .62 16 3 0 焦 4 秒
科学的历史不仅是一连串事实、规则 和随之而来的数学描述，它也是一部概念 的历史。当我们进入一个新的领域时，常 常需要新的概念。
——普朗克
思考与讨论
问题1: 既然灯向外辐射的光能是分立的、一份份 的。 为何我们看不到灯的亮度发生变化？
普朗克后来又为这种与经典物理格格不入的观 念深感不安，他对儿子说，自己的发现“要么是荒诞 无稽的，要么也许是牛顿以来物理学最伟大的发现之 一。”物理学后来的发展表明，普朗克把能量子引入 物理学，正确地破除了“能量连续变化”的传统观念， 成为新物理学思想的基石之一。1918年普朗克因此荣 获了诺贝尔物理学奖。
物理选修3-5人教新课标第十七章 波粒二象性精品课件.
14
对光的波粒二象性的理解 [例3] 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 [思路点拨] 利用光的波粒二象性和光波是一种概率波分析解答．
hν，其中h＝6.63×10－34 J·s. 2．爱因斯坦光电效应方程 Ek＝hν－W0(Ek是光电子的最大初动能；W0是逸出功，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)． 3．用图象表示光电效应方程 (1)最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图线如图．
(2)由曲线可以得到的物理量
①极限频率：图线与ν轴交点的横坐标ν0. ②逸出功：图线与Ek轴交点的纵坐标的值W0＝E. ③普朗克常量：图线的斜率k＝h.
电子吸收光子能量后，一部分克服阻碍作用做功，剩余部 分转化为光电子的初动能，只有直接从金属表面飞出的光 电子才具有最大初动能，对于确定的金属，W0是一定的， 故光电子的最大初动能只随入射光的频率增大而增大
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，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
(2)求该阴极材料的逸出功． [思路点拨]
13
[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Ek，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＝Ek 由光电效应方程：Ek＝hν－W0 由以上二式： Ek＝0.6 eV，W0＝1.9 eV. 所以光电子最大初动能为0.6 eV，该材料的逸出功为1.9 eV. [答案] (1)0.6 eV (2)1.9 eV
高中物理,选修3---5,第十七章,《波粒二象性》,新课教学,课时同步强化训练汇总,(附参考答案)
高中物理选修3---5第十七章《波粒二象性》新课教学课时同步强化训练汇总1.《能量量子化》课时同步强化训练（附参考答案）2.《光的粒子性》课时同步强化训练（附参考答案）3.《粒子的波动性》课时同步强化训练（附参考答案）4.《概率波》课时同步强化训练（附参考答案）5.《不确定性关系》课时同步强化训练（附参考答案）★选修3---5第十六章《动量守恒定律》单元检测§§17.1《能量量子化》课时同步强化训练1．对黑体辐射电磁波的波长分布有影响的因素是( ) A．温度B．材料C．表面状况D．以上都正确2．下列叙述正确的是( ) A．一切物体都在辐射电磁波B．一般物体辐射电磁波的情况只与温度有关C．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D．黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波3．普朗克常量是自然界的一个基本常量，它的数值是( ) A．6.02×10－23 molB．6.625×10－3mol·sC．6.626×10－34J·sD．1.38×10－16mol·s4．2006年度诺贝尔物理学奖授予了两名美国科学家，以表彰他们发现了宇宙微波背景辐射的黑体谱形状及其温度在不同方向上的微小变化．他们的出色工作被誉为是宇宙学研究进入精密科学时代的起点．下列与宇宙微波背景辐射黑体谱相关的说法中正确的是( )A．一切物体都在辐射电磁波B．一般物体辐射电磁波的情况只与温度有关C．黑体的热辐射实质上是电磁辐射D．普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说5．如图1所示，画出了四种温度下黑体辐射的强度与波长的关系图象，从图象可以看出，随着温度的升高，则( )图1A ．各种波长的辐射强度都有增加B ．只有波长短的辐射强度增加C ．辐射强度的极大值向波长较短的方向移动D ．辐射电磁波的波长先增大后减小 6．红光和紫光相比( )A ．红光能量子的能量较大；在同一种介质中传播时红光的速度较大B ．红光能量子的能量较小；在同一种介质中传播时红光的速度较大C ．红光能量子的能量较大；在同一种介质中传播时红光的速度较小D ．红光能量子的能量较小；在同一种介质中传播时红光的速度较小7．某激光器能发射波长为λ的激光，发射功率为P ，c 表示光速，h 为普朗克常量，则激光器每秒发射的光量子数为( )A.λPhc B.hP λcC.cP λhD ．λPhc8．下列描绘的两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图象中符合黑体辐射实验规律的是( )9．对应于 3.4×10－19J 的能量子，其电磁辐射的频率和波长各是多少？(h ＝6.63×10－34J·s)10．人眼对绿光较为敏感，正常人的眼睛接收到波长为530 nm 的绿光时，只要每秒钟有6个光量子射入瞳孔，眼睛就能察觉．普朗克常量为6.63×10－34J·s，光速为3×108m/s.人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率为多少？11．经测量，人体表面辐射本领的最大值落在波长为940 μm 处．根据电磁辐射的理论得出，物体最强辐射的波长与物体的绝对温度的关系近似为T λm ＝2.90×10－1m·K，由此估算人体表面的温度和辐射的能量子的值各是多少？(h ＝6.63×10－34J·s)§§17.1《能量量子化》参考答案1．A2．ACD3．C4．ACD5．AC6．B7．A8．A9．5.13 ×1014 Hz 5.85×10－7 m10．2.25×10－18 W11．36 ℃ 2.12×10－22 J§§17.2《光的粒子性》课时同步强化训练1．红、橙、黄、绿四种单色光中，光子能量最小的是( ) A．红光B．橙光C．黄光D．绿光2．关于光电效应的规律，下列说法中正确的是( ) A．只有入射光的波长大于该金属的极限波长，光电效应才能发生B．光电子的最大初动能跟入射光的强度成正比C．发生光电效应的时间一般都大于10－7sD．发生光电效应时，单位时间内从金属内逸出的光电子数与入射光的强度成正比3．对于任何一种金属，能发生光电效应的条件是( ) A．入射光的强度大于某一极限强度B．入射光的波长大于某一极限波长C．入射光照射时间大于某一极限时间D．入射光的频率不低于某一极限频率4．关于光电效应现象，下列说法正确的是( ) A．只有入射光的波长大于使该金属发生光电效应的极限波长，才能发生光电效应现象B．在光电效应现象中，产生的光电子的最大初动能跟入射光的频率成正比C．产生的光电子最大初动能与入射光的强度成正比D．在入射光频率一定时，单位时间内从金属中逸出的光电子个数与入射光的强度成正比5．现有a、b、c三束单色光，其波长关系为λa＞λb＞λc.用b光束照射某种金属时，恰能发生光电效应．若分别用a光束和c光束照射该金属，则可以断定( ) A．a光束照射时，不能发生光电效应B．c光束照射时，不能发生光电效应C．a光束照射时，释放出的光电子数目最多D．c光束照射时，释放出的光电子的最大初动能最小6．如图1所示是光电效应中光电子的最大初动能E k与入射光频率ν的关系图象．从图中可知( )图1A．E k与ν成正比B．入射光频率必须大于或等于极限频率νc时，才能产生光电效应C．对同一种金属而言，E k仅与ν有关D．E k与入射光强度成正比7．已知能使某金属产生光电效应的极限频率为νc，则( ) A．当用频率为2νc的单色光照射该金属时，一定能产生光电子B．当用频率为2νc的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为hνcC．当入射光的频率ν大于νc时，若ν增大，则逸出功增大D．当入射光的频率ν大于νc时，若ν增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍8．科学研究证明，光子有能量也有动量，当光子与电子碰撞时，光子的一些能量转移给了电子．假设光子与电子碰撞前的波长为λ，碰撞后的波长为λ′，则碰撞过程中 ( )A．能量守恒，动量不守恒，且λ＝λ′B．能量不守恒，动量不守恒，且λ＝λ′C．能量守恒，动量守恒，且λ<λ′D．能量守恒，动量守恒，且λ>λ′9．如图2所示，一验电器与锌板相连，在A处用一紫外线灯照射锌板，关灯后，指针保持一定偏角．图2(1)现用一带负电的金属小球与锌板接触，则验电器指针偏角将________(填“减小”“增大”或“不变”)．(2)使验电器指针回到零，再用相同强度的钠灯发出的黄光照射锌板，验电器指针无偏转，那么，若改用强度更大的红外线照射锌板，可观察到验电器指针________(填“有”或“无”)偏转．10．频率为ν的光照射到一种金属表面上，有电子从金属表面逸出，当所加反向电压U的大小增大到3 V时，光电流刚好减小到零．已知这种金属的极限频率为νc＝6.00×1014 Hz，因此入射光的频率ν＝________ Hz.(电子电荷量e＝1.60×10－19 C，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s)11．铝的逸出功为4.2 eV，现用波长200 nm的光照射铝的表面．已知h＝6.63×10－34J·s，求：(1)光电子的最大初动能；(2)遏止电压；(3)铝的截止频率．§§17.2《光的粒子性》参考答案1．A2．D3．D4．D5．A6．BC7．AB8．C9．减小无10．1.32×101511．(1)3.225×10－19 J (2)2.016 V(3)1.014×1015 Hz§§17.3《粒子的波动性》课时同步强化训练1．在历史上，最早证明了德布罗意波存在的实验是( ) A．弱光衍射实验B．电子束在晶体上的衍射实验C．弱光干涉实验D．以上都不正确2．下列关于物质波的说法中正确的是( ) A．实物粒子具有粒子性，在任何条件下都不可能表现出波动性B．宏观物体不存在对应波的波长C．电子在任何条件下都能表现出波动性D．微观粒子在一定条件下能表现出波动性3．下列说法中正确的是( ) 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的电磁理论C．光子说并没有否定电磁说，在光子的能量ε＝hν中，ν表示波的特性，ε表示粒子的特性D．光波不同于宏观观念中那种连续的波4．下列说法中正确的是( ) A．质量大的物体，其德布罗意波长小B．速度大的物体，其德布罗意波长小C．动量大的物体，其德布罗意波长小D．动能大的物体，其德布罗意波长小5．下列物理实验中，能说明粒子具有波动性的是( ) A．通过研究金属的遏止电压与入射光频率的关系，证明了爱因斯坦光电效应方程的正确性B．通过测试多种物质对X射线的散射，发现散射射线中有波长变大的成分C．通过电子双缝实验，发现电子的干涉现象D．利用晶体做电子束衍射实验，证实了电子的波动性6．利用金属晶格(大小约10－10m)作为障碍物观察电子的衍射图样，方法是使电子通过电场加速后，让电子束照射到金属晶格上，从而得到电子的衍射图样．已知电子质量为m，电荷量为e，初速度为0，加速电压为U，普郎克常量为h，则下列说法中正确的是( ) A．该实验说明了电子具有波动性B．实验中电子束的德布罗意波长为λ＝h2meUC．加速电压U越大，电子的衍射现象越明显D．若用相同动能的质子替代电子，衍射现象将更加明显7．在众人关注的男子110米栏决赛中，现世界纪录保持者、奥运冠军古巴名将罗伯斯以13秒14的成绩第一个冲过终点．设罗伯斯的质量约为74 kg，计算他在110米栏决赛中的德布罗意波长．8．有一颗质量为5.0 kg的炮弹．(1)当其以200 m/s的速度运动时，它的德布罗意波长是多大？(2)假设它以光速运动，它的德布罗意波长是多大？(3)若要使它的德布罗意波长与波长为400 nm的紫光波长相等，则它必须以多大的速度运动？9．质量为10 g、速度为300 m/s在空中飞行的子弹，其德布罗意波长是多少？为什么我们无法观察到其波动性？10．光子的动量p与波长λ的关系为p＝hλ，静止的原子核放出一个波长为λ的光子．(已知普朗克常量为h，光在真空中传播的速度为c)，则：(1)质量为M的反冲核的速度为多少？(2)反冲核运动时物质波的波长是多少？§§17.3《粒子的波动性》参考答案1．B 2．D 3．CD 4．C 5．CD 6．AB 7．1.1 ×10－36m8．(1)6.63×10－37m (2)4.42×10－43m(3)3.3×10－28m /s9．见解析解析 根据德布罗意的观点，任何运动着的物体都有一个波和它对应，飞行的子弹也必有一个波与之对应．由德布罗意波长公式可得λ＝h p ＝ 6.63×10－3410×10－3×3×102 m ＝2.21×10－34 m ．因子弹的德布罗意波长太短，故无法观察到其波动性． 10．(1)hλM (2)맧17.4《概率波》与§§17.4《不确定性关系》课时同步强化训练1．关于光的本性，下列说法正确的是( ) A．波动性和粒子性是相互矛盾和对立的，因此光具有波粒二象性是不可能的B．光的波动性类似于机械波，光的粒子性类似于质点C．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D．γ射线具有显著的粒子性，而不具有波动性2．关于电子的运动规律，以下说法正确的是( ) A．电子如果表现出粒子性，则无法用轨迹来描述它们的运动，其运动遵循牛顿运动定律B．电子如果表现出粒子性，则可以用轨迹来描述它们的运动，其运动遵循牛顿运动定律C．电子如果表现出波动性，则无法用轨迹来描述它们的运动，空间分布的概率遵循波动规律D．电子如果表现出波动性，则可以用轨迹来描述它们的运动，其运动遵循牛顿运动定律3．关于光的性质，下列叙述中正确的是( ) A．在其他同等条件下，光的频率越高，衍射现象越容易看到B．频率越高的光，粒子性越显著；频率越低的光，波动性越显著C．大量光子产生的效果往往显示出波动性，个别光子产生的效果往往显示出粒子性D．如果让光子一个一个地通过狭缝时，它们将严格按照相同的轨迹和方向做匀速直线运动4．一个电子被加速后，以极高的速度在空间运动，关于它的运动，下列说法中正确的是( ) A．电子在空间做匀速直线运动B．电子上下左右颤动着前进C．电子运动轨迹是正弦曲线D．无法预言它的路径5．对于微观粒子的运动，下列说法中正确的是( ) A．不受外力作用时光子就会做匀速运动B．光子受到恒定外力作用时就会做匀变速运动C．只要知道电子的初速度和所受外力，就可以确定其任意时刻的速度D．运用牛顿力学无法确定微观粒子的运动规律6．在验证光的波粒二象性的实验中，下列说法正确的是( ) A．使光子一个一个地通过单缝，如果时间足够长，底片上会出现衍射图样B．单个光子通过单缝后，底片上会出现完整的衍射图样C．光子通过单缝的运动路线像水波一样起伏D．单个光子通过单缝后打在底片上的情况呈现出随机性，大量光子通过单缝后打在底片上的情况呈现出规律性7．由不确定性关系可以得出的结论是( ) A．如果动量的不确定范围越小，则与它对应位置坐标的不确定范围就越大B．如果位置坐标的不确定范围越小，则动量的不确定范围就越大C．动量和位置坐标的不确定范围之间的关系不是反比例函数D．动量和位置坐标的不确定范围之间有唯一的确定关系8．在单缝衍射实验中，若单缝宽度是1.0×10－9m，那么光子经过单缝发生衍射，动量的不确定量是________．9．质量为10 g的子弹，以300 m/s的速度射向靶子，试计算此子弹位置不确定性的范围．(设其动量的不确定范围为0.02%)10．一电子具有200 m/s的速率，动量的不确定范围为其动量的0.01%(这已经足够精确了)，则该电子位置的不确定范围有多大？(电子的质量为9.1×10－31 kg)11．已知h4π＝5.3×10－35J·s，试求下列情况中速度测定的不确定量，并根据计算结果，讨论在宏观和微观世界中进行测量的不同情况．(1)一个球的质量 m＝1.0 kg，测定其位置的不确定量为10－6 m.(2)电子的质量m e＝9.1×10－31 kg，测定其位置的不确定量为10－10 m.§§17.4《概率波》与§§17.4《不确定性关系》参考答案1．C 2．C 3．BC 4．D 5．D 6．AD 7.ABC 8．5.3×10－26kg·m/s9．大于或等于8.8×10－32m10．2.9×10－3m 11．见解析解析 (1)球的速度测定的不确定量Δv≥h 4πm Δx ＝5.3×10－351.0×10－6 m/s ＝5.3×10－29m/s 这个速度不确定量在宏观世界中微不足道，可认为球的速度是确定的，其运动遵从经典物理学理论．(2)原子中电子的速度测定的不确定量Δv≥h 4πm e Δx ＝ 5.3×10－359.1×10－31×10－10 m /s ＝5.8×105 m/s这个速度不确定量不可忽略，不能认为原子中的电子具有确定的速度，其运动不能用经典物理学理论处理．选修3---5第十七章《波粒二象性》单元检测一、单项选择题1．如图所示，当弧光灯发出的光经一狭缝后，在锌板上形成明暗相间的条纹，同时与锌板相连的验电器铝箔有张角，则该实验( )A．只能证明光具有波动性B．只能证明光具有粒子性C．只能证明光能够发生衍射D．证明光具有波粒二象性解析：弧光灯发出的光经一狭缝后，在锌板上形成明暗相间的条纹，这是光的衍射，证明了光具有波动性，验电器铝箔有张角，说明锌板发生了光电效应，则证明了光具有粒子性，所以该实验证明了光具有波粒二象性，D正确．答案：D2．关于光电效应的规律，下列说法中正确的是( )A．只有入射光的波长大于该金属的极限波长，光电效应才能产生B．光电子的最大初动能跟入射光强度成正比C．发生光电效应的反应时间一般都大于10－7 sD．发生光电效应时，单位时间内从金属内逸出的光电子数目与入射光强度成正比解析：由ε＝hν＝h cλ知，当入射光波长小于金属的极限波长时，发生光电效应，A错误；由E k＝hν－W0知，光电子的最大初动能由入射光频率决定，与入射光强度无关，B错误；发生光电效应的时间一般不超过10－9s，C错误；入射光的强度越强，单位时间内射到金属上的光子数越多，发射出光电子数越多，则形成的光电流越大，所以D正确．答案：D3．下列说法中正确的是( )A．实物粒子只具有粒子性，不具有波动性B．卢瑟福通过α粒子散射实验现象，提出了原子的核式结构模型C．光波是概率波，光子在前进和传播过程中，其位置和动量能够同时确定D．在工业和医疗中经常使用激光，是因为其光子的能量远大于γ光子的能量解析：电子通过晶格的衍射现象表明实物粒子也具有波动性，A错误；卢瑟福的原子核式结构模型理论的基础就是α粒子散射实验，B正确；由不确定性关系知微观粒子的位置和动量是不能同时准确测量的，C错误；在工业和医疗中常使用激光的原因是由于其平行性好、亮度高，但亮度高不是由于光子能量高，而是因为单位时间内通过单位面积的总能量大，D 错误．答案：B4．用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，可以使该金属产生光电效应的措施是( )A．改用频率更小的紫外线照射B．改用X射线照射C．改用强度更大的原紫外线照射D．延长原紫外线的照射时间解析：每一种金属对应一个极限频率，低于极限频率的光，无论照射时间有多长，光的强度有多大，都不能使金属产生光电效应，只要照射光的频率大于极限频率，就能产生光电效应，A、C、D错误．X射线的频率高于紫外线的频率，所以改用X射线照射可能发生光电效应，B 正确．答案：B5.爱因斯坦因提出了光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得1921年诺贝尔物理学奖．某种金属逸出光电子的最大初动能E km与入射光频率ν的关系如图所示，其中ν0为极限频率．从图中可以确定的是( )A．逸出功与ν有关B．E km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解析：逸出功是由金属自身决定的，与ν无关，A错误．E km随入射光频率的增大而增大，但不是正比关系，B错误．当ν＜ν0时，无光电子逸出，C错误．由E km＝hν－W0知，E km －ν图象的斜率为h，D正确．答案：D6．以往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子在极短时间内只能吸收到一个光子而从金属表面逸出．强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识，用强激光照射金属，由于其光子密度极大，一个电子在极短时间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光子光电效应，这已被实验证实．光电效应实验装置示意图如图所示．用频率为ν的普通光源照射阴极K ，没有发生光电效应，换同样频率为ν的强激光照射阴极K ，则发生了光电效应；此时，若加上反向电压U ，即将阴极K 接电源正极，阳极A 接电源负极，在KA 之间就形成了使光电子减速的电场，逐渐增大U ，光电流会逐渐减小；当光电流恰好减小到零时，所加反向电压U 可能是下列的(其中W 为逸出功，h 为普朗克常量，e 为电子电荷量)( )A ．U ＝h νe －W eB ．U ＝2h νe －W eC ．U ＝2h ν－WD ．U ＝5h ν2e －We解析：解题的关键是要明确电子可能要吸收多个光子．由光电效应方程可知E k ＝n·h ν－W ，而eU ＝E k ，所以U ＝nh νe －W e (n ＝2,3,4，…)，故选项B 正确．答案：B7．下表给出了一些金属材料的逸出功.现用波长为400 nm (普朗克常量h ＝6.63×10－34J·s，光速c ＝3.0×108m/s)( )A ．2种B ．3种C ．4种D ．5种解析：要发生光电效应，则入射光的能量必须大于金属的逸出功，由题可算出波长为400 nm 的光的能量为E ＝h ν＝h c λ＝6.63×10－34×3.0×108400×10－9 J ＝4.97×10－19J ，大于铯和钙的逸出功，所以A 选项正确． 答案：A 二、多项选择题8．某半导体激光器发射波长为1.5×10－6m 、功率为5.0×10－3W 的连续激光．已知可见光波长的数量级为10－7m ，普朗克常量h ＝6.63×10－34J ·s，该激光器发出的( )A ．是紫外线B ．是红外线C ．光子能量约为1.3×10－18JD ．光子数约为每秒3.8×1016个解析：由于该激光器发出的光波波长比可见光长，所以发出的是红外线，A 错误，B 正确．光子能量E ＝h ν＝h c λ≈1.3×10－19 J ，C 错误．每秒发射的光子数n ＝P×1E ≈3.8×1016个，D正确． 答案：BD9.)用同一光电管研究a 、b 两种单色光产生的光电效应，得到光电流I 与光电管两极间所加电压U 的关系如图所示，则这两种光( )A ．照射该光电管时a 光使其逸出的光电子最大初动能大B ．从同种玻璃射入空气发生全反射时，a 光的临界角大C ．通过同一装置发生双缝干涉，a 光的相邻条纹间距大D ．通过同一玻璃三棱镜时，a 光的偏折程度大解析：由题图可知，b 光照射时对应遏止电压U c2大于a 光照射时的遏止电压U c1，因eU ＝12mv 2，所以b 光照射时光电子最大初动能大，且可得νb ＞νa ，λb ＜λa ，A 、D 错误，C 正确．b 光折射率大于a 光折射率，所以a 光临界角大，B 正确． 答案：BC10．用波长为λ和2λ的光照射同一种金属，分别产生的速度最快的光电子速度之比为2∶1，普朗克常量和真空中光速分别用h 和c 表示，那么下列说法正确的有( ) A ．该种金属的逸出功为hc 3λB ．该种金属的逸出功为hcλC ．波长超过2λ的光都不能使该金属发生光电效应D ．波长超过4λ的光都不能使该金属发生光电效应解析：由h ν＝W ＋E k 知h c λ＝W 0＋12mv 21，h c 2λ＝W 0＋12mv 22，又v 1＝2v 2，所以W 0＝hc3λ，故选项A 正确，B 错误；光的波长小于或等于3λ时方能发生光电效应，故选项C 错误，D 正确． 答案：AD 三、非选择题11．用功率P 0＝1 W 的光源照射离光源r ＝3 m 处的某块金属的薄片，已知光源发出的是波长λ＝663 nm 的单色光，试计算： (1)1 s 内打到金属板1 m 2面积上的光子数； (2)若取该金属原子半径r 1＝0.5×10－10m ，则金属表面上每个原子平均需隔多少时间才能接收到一个光子？解析：(1)离光源r ＝3 m 处的金属板1 m 2面积上1 s 内接收的光能 E 0＝P 0t 4πr2＝8.85×10－3 J每个光子的能量E ＝h c λ＝3×10－19J所以每秒接收的光子数 n ＝8.85×10－33×10－19＝2.95×1016个．(2)每个原子的截面积为 S 1＝πr 21＝7.85×10－21m 2把金属板看成由原子密集排列组成的，则面积S 1上接收的光的功率 P′＝8.85×10－3×7.85×10－21W ＝6.95×10－23W每两个光子落在原子上的时间间隔 Δt ＝E P′＝3×10－196.95×10－23 s ＝4 317 s.答案：(1)2.95×1016个 (2)4 317 s12．某同学采用如图所示的实验电路研究光电效应，用某单色光照射光电管的阴极K 时，会发生光电效应现象．闭合开关S ，在阳极A 和阴极K 之间加上反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压，直至电流计中电流恰为零，此时电压的示数U 称为反向遏止电压．根据反向遏止电压，可以计算出光电子的最大初动能．现分别用ν1和ν2的单色光照射阴极，测量到反向遏止电压分别为U 1和U 2，设电子的比荷为em，求：(1)阴极K 所用金属的极限频率； (2)用题目中所给条件表示普朗克常量h.解析：(1)由于阳极A 和阴极K 之间所加电压为反向电压，根据动能定理有 －eU 1＝0－12mv 21－eU 2＝0－12mv 22根据光电效应方程 12mv 21＝h ν1－W 0 12mv 22＝h ν2－W 0 其中W 0＝h νc解以上各式得νc ＝U 1ν2－U 2ν1U 1－U 2.(2)由以上各式得 eU 1＝h ν1－W 0 eU 2＝h ν2－W 0 解得h ＝e U 1－U 2ν1－ν2.答案：(1)U 1ν2－U 2ν1U 1－U 2 (2)1－U 2ν1－ν2。
【人教版高中物理选修3-5】第17章波粒二象性课件
紫
普朗 克线
外 灾 难
瑞利--金斯线
维恩线
o1 2 3 4 5
6 78
/μm
人教版高中物理选修3-5
第17章 波粒二象性
3.能量子假说：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
第17章 波粒二象性
普朗克后来又为这种与经典物理格格不入的观 念深感不安，只是在经过十多年的努力证明任何复 归于经典物理的企图都以失败而告终之后，他才坚 定地相信h的引入确实反映了新理论的本质。
1918年他荣获诺贝尔物理学奖。
他的墓碑上只刻着他的姓名和
h 6.6261034 焦 秒
人教版高中物理选修3-5
人教版高中物理选修3-5
第17章 波粒二象性
普朗克的能量子假说和黑体辐射公式
1.黑体辐射公式 1900.10.19 普朗克在德国 物理学会会议上提出一个 黑体辐射公式
M
(T )
2πh c2
3
eh / kT
1
h 6.551034 Js
M.Planck 德国人 1858－1947
人教版高中物理选修3-5
固体在温度升高时颜色的变化
800K
1000K
1200K
1400K
人教版高中物理选修3-5
一、 热辐射及其特点
1. 热辐射
第17章 波粒二象性
由于分子热运动导致物体辐射电磁波 温度不同时 辐射的波长分布不同
例如：铁块 温度 从看不出发光到暗红到橙色到黄白色
这种与温度有关的辐射 称为热辐射 热辐射 --- 热能转化为电磁能的过程
高二物理 选修3-5 第十七章 波粒二象性
高二物理选修3－5 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17．2 科学的转折：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。
物理选修3-5人教版第十七章波粒二象性章末复习PPT〔完美版〕
16
例、某金属用频率为v2 的光照射时产生的光电子 的最大初动能是用频率为v1的光照射产生的光电 子的最大初动能的2倍，则这种金属的逸出功W
＝ h2(γ1γ2)．
解： EK1hγ1W
EK2hγ2W
Ek
0
αν
返回
关于光电效应，下列几种叙述正确的是( ) A．金属电子的逸出功与入射光的频率成正比 B．光电流的强度与入射光的强度无关 C．用不可见光照射金属一定比用可见光照射同 种金属产生的光电子的初动能要大 D．对于任何一种金属都存在一个“最大波长”， 入射光的波长必须小于这个波长，才能产生光电 效应
3
③能量子的能量ε＝___h_ν_. 即能量子的能量在数值上等于辐射的频率ν和一个常 数h的乘积． h是普朗克常量，h＝6.63×10－34 J·s. (2)能量的量子化是指在微观领域中能量的不连续变 化，即只能取__分__立__值__的现象．
4
二、光子说：对光电效应的解释 1．光子说 概述：爱因斯坦于__1__9_0_5年提出光子说．光在传播 过程中，也是不连续的．它由数值分立的能量子组 成．爱因斯坦称这些能量子为光量子，也称为“光 子”．一个光子的能量为E＝hν，ν为光的频率，h 为普朗克常量．
h γ2W 2γ (1h W)
W h2(γ1γ2)
返回
每个人的心灵深处都有着只有他自己 理解的 东西。 对具有高度自觉与深邃透彻的心灵的 人来说 ，痛苦 与烦恼 是他必 备的气 质。 在一切创造物中间没有比人的心灵更 美、更 好的东 西了。 唯有心灵能使人高贵。所有那些自命 高贵而 没有高 贵的心 灵的人 ，都像 块污泥 。 一个人只要他有纯洁的心灵，无愁无 恨，他 的青春 时期， 定可因 此而延 长。 能充实心灵的东西，乃是闪烁着星星 的苍穹 ，以及 我内心 的道德 律。 你的心灵常常是战场。在这个战场上 ，你的 理性与 判断和 你的热 情与嗜 欲开战 。 无所事事并非宁静，心灵的空洞就是 心灵的 痛苦。
人教版物理选修3-5(课件)第17章 波粒二象性2
学 基础导学 讲 要点例析 练 随堂演练 测 达标训练
2．光电子的动能与光电子的最大初动能 光照射到金属表面时，光子的能量全部被电子吸收，电子
吸收光子的能量，可能向各个方向运动，需克服原子核和其他
原子的阻碍而损失一部分能量，剩余部分为光电子的初动能； 只有金属表面的电子直接向外飞出时，只需克服原子核的引力
做功，才具有最大初动能．光电子的初动能小于等于光电子的
最大初动能．
物理 选修3-5
第十七章 波粒二象性
学 基础导学 讲 要点例析 练 随堂演练 测 达标训练
3．光子的能量与入射光的强度 光子的能量即每个光子的能量，其值为 E＝ hν(ν为光子的 频率 ) ，其大小由光的频率决定．入射光的强度指单位时间内
是饱和光电流，在一定的光照条件下，饱和光电流与所加电压 大小无关．
物理 选修3-5
第十七章 波粒二象性
学 基础导学 讲 要点例析 练 随堂演练 测 达标训练
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( 明显增加 ) A．从光照射金属表面到发射出光电子之间的时间间隔将
物理 选修3-5
第十七章 波粒二象性
学 基础导学 讲 要点例析 练 随堂演练 测 达标训练
2．光的粒子性
物理 选修3-5
第十七章 波粒二象性
学 基础导学 讲 要点例析 练 随堂演练 测 达标训练
物理 选修3-5
第十七章 波粒二象性
学 基础导学 讲 要点例析 练 随堂演练 测 达标训练
学 基础导学
种金属的逸出功．
物理 选修3-5
第十七章 波粒二象性
学 基础导学 讲 要点例析 练 随堂演练 测 达标训练
选修3-5 第十七章 光的波粒二象性(全章教案上课ppt)
爱因斯坦光子假说圆满解释了光电效应，但当时 并未被物理学家们广泛承认，因为它完全违背了光的 波动理论。 光电效应理论的验证 美国物理学家密立根，花了十年时间做了“光电效 应”实验，结果在1915年证实了爱因斯坦方程，h 的 值与理论值完全一致，又一次证明了“光量子”理论 的正确。
由于爱因斯坦提出的光子假说成功地说明了光
19世纪的最后一天，欧洲著名的科学家欢聚一堂。会上，威廉.汤姆 生（即开尔文男爵）发表了新年祝词。他在回顾物理学所取得的伟 大成就时说，物理大厦已经落成，所剩只是一些修饰工作。同时， 他在展望20世纪物理学前景时，却若有所思地讲道：“动力理论肯 定了热和光是运动的两种方式，现在，它的美丽而晴朗的天空却被 两朵乌云笼罩了 他所说的第一朵乌云，主要是指迈克尔逊-莫雷实验结果和以太漂移 说相矛盾；他所说的第二朵乌云，主要是指热学中的能量均分定则 在气体比热以及势辐射能谱的理论解释中得出与实验不等的结果， 其中尤以黑体辐射理论出现的“紫外灾难”最为突出。
他所 说的第一朵乌云,导致相对论的产生 他所说的第二朵乌云,导致了量子论的出 现
一、黑体与黑体辐射
黑体——吸收入射的各种波长的电磁波而不发生 反射 黑体辐射——黑体辐射电磁波的强度按波长的分 布只与黑体温度有关 紫外灾难——瑞利公式长波区一致，短波区不符
M 0 (T )
实验值
紫 外 普 灾 朗 难 克 线
ε=hν
ν是电磁波的频率 h是普朗克常量=6.6*10-34J.s
能量
经典
量子
e0 (, T )
实验值
普朗克
1
2
3
4
56ຫໍສະໝຸດ 78 9 λ(μm)
物理难题：1888年，霍瓦(Hallwachs)发现一充负电的 金属板被紫外光照射会放电。近10年以后，因为1897 年，J.Thomson才发现电子 ，此时，人们认识到那就 是从金属表面射出的电子，后来，这些电子被称作光 电子(photoelectron)，相应的效应叫做光电效应。人们 本着对光的完美理论（光的波动性、电磁理论）进行 解释会出现什么结果？
人教版高中物理选修3--5第十七章波粒二象性17-3粒子的波动性(共26张PPT)
科学视野
动惠 托马
说更 斯·杨
斯 波
双缝
牛
干涉 实验
顿
磁麦
说克
菲涅 耳衍
斯
赫兹 电磁
射实 韦 波实
验电
验
微
1690 粒 1801 1814 1672 说
18641888190159116922
占 说牛 主
顿导 微地 粒位
赫兹
子爱
发现
说因 密立
光电 效应
波动说渐成真理
斯 根光
阴极
栅极
多晶 薄膜
或薄金属片后，也象X射线 K G Cs
一样产生衍射现象。
1927年 G.P.汤姆逊（J.J.
U
汤姆逊之子） 也独立完成
高压
屏P
了电子衍射实验。与 C.J.
戴维森共获 1937 年诺贝
尔物理学奖。
此后，人们相继证实了原子、 分子、中子等都具有波动性。 电子衍射图样
三、物质波的实验验证
从波动光学可知，由于显微镜的分辨本领与 波长成反比，光学显微镜的最大分辨距离大于 0.2 μm，最大放大倍数也只有1000倍左右．
自从发现电子有波动性后，电子束德布罗意 波长比光波波长短得多，而且极方便改变电子 波的波长，这样就能制造出用电子波代替光波 的电子显微镜．
电子显微镜
电子显微镜下的灰尘
电子显微镜下的薰衣草叶子
坦 光
电效 应实
验
波 动 性
T /年
粒
康普 顿效
应
子 性
科学视野
动惠 说更
斯 波
1690 1672
说牛 顿 微 粒
磁麦பைடு நூலகம்
【人教版高中物理选修3-5】第17章波粒二象性复习课件
第17章 波粒二象性
一、对黑体及黑体辐射的理解
热辐射特点
吸收、反射特点
一 辐射电磁波的情况与温
般 度有关，与材料的种类
物 及表面状况有关
体
既吸收，又反射，其能 力与材料的种类及入射 光波长等因素有关
辐射电磁波的强度按波 黑
长的分布只与黑体的温 体
度有关
完全吸收各种入射电磁 波，不反射
人教版高中物理选修3-5
第17章 波粒二象性
一个假设：普朗克的能量量子化假设。 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。
你想探究什么是能量量子化吗？
人教版高中物理选修3-5
第17章 波粒二象性
知识点1 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)特征：热辐射强度按波长的分布情况随物体的 温度 而有所不同。
人教版高中物理选修3-5
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，如图所示。
(1)随着温度的升高，各种波长的辐射强度都 增加 ； (2)随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长 较短 的 方向移动。
人教版高中物理选修3-5
第17章 波粒二象性
人教版高中物理选修3-5
第17章 波粒二象性
知识点3 能量子
1.定义：普朗克认为，带电微粒的能量只能是某一最小 能量值ε的 整数倍 ，当带电微粒辐射或吸收能量时，也是 以这个最小能量值为单位 一份一份 地辐射或吸收的，这个 不可再分的最小能量值ε叫做能量子。
人教版高中物理选修3-5第十七章 波粒二象性测试含答案和详细解析
绝密★启用前2020年秋人教版高中物理选修3-5第十七章波粒二象性测试本试卷共100分，考试时间120分钟。
一、单选题(共10小题,每小题4.0分,共40分)1.一束波长为7×10－5cm的光波，每秒钟有3×1015个光子通过一个与光线垂直的平面．另有一束光，它传输相同的能量，但波长为4×10－5cm.那么这束光每秒钟通过这垂直平面的光子数目为()A． 0.58×1015个B． 3×1015个C． 1.71×1015个D． 5.25×1015个2.关于光电效应现象，下列说法中正确的是()A．只有入射光的波长大于该金属的极限波长，光电效应才能发生B．光电子的最大初动能跟入射光的强度成正比C．发生光电效应的时间一般都大于10－7sD．保持入射光频率不变，发生光电效应时，单位时间内从金属内逸出的光电子数与入射光的强度成正比3.能够说明光具有粒子性的现象是()A．光的干涉现象B．光的衍射现象C．光的色散现象D．光电效应现象4.关于图中四位杰出物理学家所做的贡献，表述正确的是()A．麦克斯韦在实验中证实了电磁波的存在B．赫兹预言了电磁波的存在，并认为光是一种电磁波C．法拉第发现了电流的磁效应D．托马斯·杨进行了双缝实验，发现了光的干涉性质5.光照射到某金属表面，金属表面有光电子逸出，则( )A．若入射光的频率增加，光的强度减弱，那么逸出电子的能量可能不变B．若入射光的频率不变，光的强度减弱，那么单位时间内逸出电子数目减少C．若入射光的频率不变，光的强度减弱到不为零的某一数值时，可能不再有电子逸出D．若入射光的频率增加，而强度不变，那么单位时间内逸出电子数目不变，而光电子的能量增大6.用不同频率光照射某一金属发生光电效应时，光电子逸出最大初动能随入射光频率变化的图象如图所示，则图中横、纵轴截距及斜率的物理意义为()A．斜率为普朗克常数的倒数B．纵轴截距为逸出功的倒数C．横轴截距为极限频率D．横轴截距为极限波长7.下列关于概率波的说法中，正确的是()A．概率波就是机械波B．物质波是一种概率波C．概率波和机械波的本质是一样的，都能发生干涉和衍射现象D．在光的双缝干涉实验中，若有一个粒子，则可以确定它从其中的哪一个缝中穿过8.关于康普顿效应，下列说法正确的是()A．康普顿效应证明光具有波动性B．康普顿在研究石墨对X射线的散射时发现，在散射的X射线中，有些波长变短了C．康普顿在研究石墨对X射线的散射时发现，在散射的X射线中，有些波长变长了D．康普顿效应可用经典电磁理论进行解释9.光电效应实验中，下列结果正确的是()A．光照时间增大为原来的2倍时，光电流也增大为原来的2倍B．当入射光的频率增大为原来的2倍时，光电子的最大初动能也增为原来的2倍C．入射光波长增大为原来的2倍，有可能不发生光电效应D．入射光强增大为原来的2倍时，单位时间发出的光电子数量有可能变为原来的4倍10.用两束频率相同但强度不同的紫外线照射两种不同的金属，假若它们都有光电子逸出，则() A．从逸出功较小的金属表面逸出的光电子的最大初动能一定较大B．逸出功较小的金属产生的光电流强度一定较大C．受强度较大的紫外线照射的金属产生的光电子最大初动能一定较大D．受强度较大的紫外线照射的金属产生的光电流强度一定较大二、多选题(共4小题,每小题5.0分,共20分)11.(多选)如图所示，某种单色光射到光电管的阴极上时，电流表有示数，则()A．入射的单色光的频率必大于阴极材料的极限频率B．增大单色光的强度，电流表示数将增大C．滑片P向左移，可增大电流表示数D．滑片P向左移，电流表示数将减小，甚至为零12.(多选)用绿光照射金属钾时恰能发生光电效应，在下列情况下仍能发生光电效应的是() A．用红光照射金属钾，而且不断增加光的强度B．用较弱的紫外线照射金属钾C．用黄光照射金属钾，且照射时间很长D．只要入射光的波长小于绿光的波长，就可发生光电效应13.(多选)根据不确定性关系ΔxΔp≥，判断下列说法正确的是()A．采取办法提高测量Δx的精度时，Δp的精度下降B．采取办法提高测量Δx的精度时，Δp的精度上升C．Δx与Δp测量精度与测量仪器及测量方法是否完备有关D．Δx与Δp测量精度与测量仪器及测量方法是否完备无关14.（多选）图为一真空光电管的应用电路，其阴极金属材料的极限频率为4.5×1014Hz，则以下判断正确的是()A．发生光电效应时，电路中光电流的饱和值取决于入射光的频率B．发生光电效应时，电路中光电流的饱和值取决于入射光的强度C．用λ＝0.5 μm的光照射光电管时，电路中有光电流产生D．光照射时间越长，电路中的电流越大三、计算题(共4小题,每小题10.0分,共40分)15.太阳光垂直射到地面上，地面上1 m2接收的太阳光的功率为1.4 kW，其中可见光部分约占45%.(1)假如认为可见光的波长(λ＝)约为0.55 μm，日地间距离R＝1.5×1011m．普朗克常量h＝6.6×10－34J·s，估算太阳每秒辐射出的可见光光子数．(2)若已知地球的半径为6.4×106m，估算地球接收的太阳光的总功率．16.质量为1 000 kg的小汽车以v＝30 m/s的速度在高速公路上行驶，试计算小汽车的布罗意波的波长．为什么我们无法观察到其波动性？(普朗克常量h＝6.63×10－34J·s)17.已知锌的逸出功W0＝3.34 eV，试通过计算说明：用波长λ＝0.2 μm的光照射锌板时能否发生光电效应．(普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，真空中光速c＝3×108m/s)18.从1907年起，美国物理学家密立根开始以精湛的技术测量光电效应中几个重要的物理量．他通过如图所示的实验装置测量某金属的遏止电压U c与入射光频率ν，作出U c－ν的图象，由此算出普朗克常量h，并与普朗克根据黑体辐射测出的h相比较，以检验爱因斯坦光电效应方程的正确性．图中频率ν1、ν2，遏止电压U c1、U c2及电子的电荷量e均为已知，求：(1)普朗克常量h；(2)该金属的截止频率νc.答案解析1.【答案】C【解析】由题意得n1＝n2，代入数据得n2＝1.71×1015个，2.【答案】D知，当入射光波长大于极限波长时，不能发生光电效应，A错；由E k＝hν－【解析】由ε＝hν＝h CλW0知，最大初动能与入射光频率有关，与入射光的强度无关，B错；发生光电效应的时间一般不超过10－9s，C错．3.【答案】D【解析】光的干涉、衍射、色散说明光具有波动性，光电效应说明光具有粒子性，D正确．4.【答案】D【解析】赫兹在实验中证实了电磁波的存在，选项A错误；麦克斯韦预言了电磁波的存在，并认为光是一种电磁波，选项B错误；奥斯特发现了电流的磁效应，选项C错误；托马斯·杨进行了双缝实验，发现了光的干涉性质，选项D正确．5.【答案】B【解析】若入射光的频率增加，光电子的能量变大，A错；发生光电效应的条件是入射光的频率大于截止频率，只要频率大于金属的极限频率，那么一定会有光电子逸出，光的强弱不影响光电子的能量，只影响单位时间内发出光电子的数目．入射光的频率不变，光的强度减弱，单位时间内逸出电子数目减少，B对，C错；频率增加，光电子的能量一定变大，光照强度不变，则单位时间内照射的光子数减少，所以逸出的光电子数减小，D错．6.【答案】C【解析】由光电子逸出最大初动能随入射光频率变化的图象E k＝hν－W得，该图线的斜率表示普朗克常量h，纵轴截距的绝对值为逸出功，横轴截距绝对值对应的频率是发生光电效应的最小频率，即为极限频率，C正确．7.【答案】B【解析】概率波与机械波是两个不同的概念，二者的本质不同，故A错误；物质波是一种概率波，故B正确；概率波和机械波都能发生干涉和衍射现象，但其本质是不一样的，故C错误；根据不确定性关系，在光的双缝干涉实验中，若有一个粒子，则不能确定它从其中的哪一个缝中穿过，故D错误．8.【答案】C【解析】康普顿效应揭示了光具有粒子性，A错误；在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，则动量减小，根据λ＝，知波长变长，B错误，C正确；光电效应和康普顿效应都无法用经典电磁理论进行解释，D错误．9.【答案】C【解析】光电效应的发生是瞬时的，A错误；根据光电效应方程E k＝hν－W0可知，频率增大为原来的2倍时，光电子的最大初动能不是原来的2倍，B错误；入射光波长增大为原来的2倍，频率变为原来的，有可能不发生光电效应，C正确；入射光强增大为原来的2倍时，单位时间发出的光电子数量有可能变为原来的2倍，D错误．10.【答案】A【解析】根据光电效应方程E k＝hν－W0，入射光的频率相同，逸出功越小，光电子的最大初动能越大，A正确，C错误；同一金属在能发生光电效应的条件下，光电流强度与入射光的强度成正比，与逸出功无关，B错误；不同的金属，光电流强度不仅与入射光的强度有关，还与所加电压有关，故强度较大的紫外线照射的金属产生的光电流强度不一定较大，D错误．11.【答案】ABC【解析】用一定频率单色照射光电管时，电流表指针会发生偏转，知ν＞ν0，A正确；发生光电效应后，增加光的强度能使光电流增大，B正确；滑片P向左移，光电管两端的电压增大，左边的极板为负极，右边极板为正极，到达极板的光电子数增大，电流表示数增大，C正确，D错误．12.【答案】BD【解析】光电效应的发生存在一个极限频率，同时对应着极限波长，只要照射光的频率大于极限频率(对应着小于极限波长)就会发生光电效应，与照射光的强度无关，红光和黄光的频率均小于绿光的频率，而紫光频率大于绿光的频率，正确答案是B、D.13.【答案】AD【解析】不确定关系表明，无论采用什么方法试图确定位置坐标和相应动量中的一个，必然引起另一个较大的不确定性，这样的结果与测量仪器及测量方法是否完备无关，无论怎样改善测量仪器和测量方法，都不可能逾越不确定关系所给出的限度．14.【答案】BC【解析】在光电管中若发生了光电效应，单位时间内发射光电子的数目只与入射光的强度有关，光电流的饱和值只与单位时间内发射光电子的数目有关．据此可判断A、D错误，B正确．波长λ＝0.5 μm的光子的频率ν＝＝Hz＝6×1014Hz＞4.5×1014Hz，可发生光电效应，所以C正确．15.【答案】(1)4.9×1044个(2)1.8×1014kW【解析】(1)设地面上垂直太阳光每平方米面积上每秒接收的可见光光子数为n，则有：P×45%＝nh ，解得n＝＝个＝1.75×1021个，则所求可见光光子数N＝n·4πR2＝1.75×1021×4×3.14×(1.5×1011)2个≈4.9×1044个．(2)地球接收太阳光的总功率P地＝Pπr2＝1.4×3.14×(6.4×106)2kW≈1.8×1014kW.16.【答案】见解析【解析】小汽车的动量为p＝mv＝1 000×30 kg·m/s＝3×104kg·m/s，故小汽车的德布罗意波的波长为λ＝＝m＝2.21×10－38m因小汽车的德布罗意波的波长太短，故无法观察到其波动性．17.【答案】能发生光电效应【解析】波长λ＝0.2 μm的光的光子的能量为：E＝hν＝＝9.945×10－19J锌的逸出功：W0＝3.34 eV＝3.34×1.6×10－19J＝5.344×10－19J由于E＞W0，故能够发生光电效应．18.【答案】(1)(2)【解析】根据爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0及动能定理eU c＝E k得U c＝(ν－νc)结合图象知k＝＝＝普朗克常量h＝，ν0＝。
山东省威海市高中物理选修35：第17章+波粒二象性+课件
第十七章第一节基础夯实一、选择题(1～3题为单选题，4、5题为多选题)1．以下宏观概念，哪些是“量子化”的()A．木棒的长度B．物体的质量C．物体的动量D．学生的个数答案：D解析：所谓“量子化”应该是不连续的，一份一份的，故选项D正确。
2．红、橙、黄、绿四种单色光中，光子能量最小的是()A．红光B．橙光C．黄光D．绿光答案：A解析：由E＝hν可知，红光的频率最小，所以光子能量最小。
3．关于黑体辐射的强度与波长的关系，下图正确的是()答案：B解析：根据黑体辐射的实验规律：随温度升高，各种波长的辐射强度都有增加，故图线不会有交点，选项C、D错误。
另一方面，辐射强度的极大值会向波长较短方向移动，选项A错误，B正确。
4．关于黑体辐射的实验规律正确的有()A．随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有增加B．随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动C．黑体热辐射的强度与波长无关D．黑体辐射无任何规律答案：AB解析：黑体辐射的规律为随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有增加，同时辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。
5．2006年度诺贝尔物理学奖授予了两名美国科学家，以表彰他们发现了宇宙微波背景辐射的黑体谱形状及其温度在不同方向上的微小变化。
他们的出色工作被誉为是宇宙学研究进入精密科学时代的起点。
下列与宇宙微波背景辐射黑体谱相关的说法中正确的是( )A ．微波是指波长在10－3m 到10m 之间的电磁波 B ．微波和声波一样都只能在介质中传播C ．黑体的热辐射实际上是电磁辐射D ．普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说答案：ACD解析：微波是电磁波，其波长范围为10－3m 到10m 之间，微波能在真空中传播，故A 对，B 错；普朗克在研究黑体辐射时最早提出了能量子假说，他认为能量是一份一份的，每一份是一个能量子，黑体辐射本质上是电磁辐射，故C 、D 正确。
二、非选择题6．神光“Ⅱ”装置是我国规模最大，国际上为数不多的高功率固体激光系统，利用它可获得能量为2400J 、波长λ为0.35μm 的紫外激光，已知普朗克常量h ＝6.63×10－34J·s ，则该紫外激光所含光子数为________个(取两位有效数字)。
物理选修3-5第十七章波粒二象性章末复习(共17张ppt) (共17张PPT)[优秀课件][优秀课件]
![物理选修3-5第十七章波粒二象性章末复习(共17张ppt) (共17张PPT)[优秀课件][优秀课件]](https://img.taocdn.com/s3/m/4603d79976eeaeaad0f3304d.png)
答案：hc hcg0(写成hcg0也可) 0 e0 e0
14
用极微弱的可见光做双缝干涉实验，随着时间的增
加，在屏上先后出现如图1432(a)、(b)、(c)所示的
图像，则(
)
ABD
A．图像(a)表明光具有粒子性
B．图像(c)表明光具有波动性
C．用紫外光观察不到类似的图像
D．实验表明光是一种概率波
EK1hγ1Wຫໍສະໝຸດ 图1432 153.光电效应实验中，下列表述正确的是( CD ) A．光照时间越长光电流越大 B．入射光足够强就可以有光电流 C．遏止电压与入射光的频率有关 D．入射光频率大于极限频率才能产生光电子
【解析】光电流的大小只与到达阳极的光电子个 数有关，A错．由hν=W+Ek和Uq=Ek知，CD正确．
波粒二象性章末复习
【解析】金属逸出功W
h 0
h
c
0
课前自主学案 若 用 波 长 为 的 单 色 光 实 验 ， 根 据 爱 因 斯 坦
光电效应方程
E k m h W
h
c
W
由 动 能 定 理 E km eU
可得U
hc e
g0
0
一、黑体辐射：能量子假说的提出 1．黑体辐射 (1)黑体：如果一个物体能够吸收照射到它上面的 _全__部__辐__射___而无反射，这种物体就是黑体． (2)黑体辐射：黑体发出的电磁辐射．
(4) 产生光电效应时, 光电流的强度与入射光的强成度正 比.
返回
三、光的波粒二象性：光的本性揭示 1．爱因斯坦的光子说成功地解释了光电效应，说明 光具有____粒__子__性，而在此之前，人们所观察到光的干 涉、衍射、偏振等实验事实，清楚地显示光具有 ___波___动__性，光既具有波动性又具有粒子性，也就是光 具有______波__粒__二__象．性 2．在宏观上大量光子表现为波动性，在微观上少数 光子与其他物质产生作用时往往表现为粒子性,即光 具有波粒二象性.波粒二象性揭示了光的本性．
高中物理 第十七章 波粒二象性 章末复习提升课(十七)课件5高二选修35物理课件
＝hν，其中ν表示光的频率，即表示了波的特征，而且从光子说或电磁说推导电子的动量都得到一致的结论．可见，光的确具有波动性，也具有粒子
性．
No
Image
12/9/2021
第二十三页，共二十三页。
• 【答案】 D
2021/12/9
第十八页，共二十三页。
2021/12/9
• 2．(多选)从光的波粒二象性出发，下列说法 正确的是( ) • A．光是高速运动的微观粒子，每个光子都具 有波粒二象性 • B．光的频率越高，光子的能量越大 • C．在光的干涉中，暗条纹的地方是光子不会 (bùhuì)到达的地方
第十九页，共二十三页。
2021/12/9
• D．在光的干涉中，亮条纹的地方是光子到达 概率最大的地方 • 【解析】 一个光子谈不上波动性，A错误； 暗条纹是光子到达概率小的地方，C错误；光的频 率越高，光子的能量E＝hν越大，在光的干涉现象 中，光子到达的概率大小决定光屏上出现(chūxiàn)明、 暗条纹，故B、D选项正确． • 【答案】 BD
• 章末复习提升(tíshēng)课(十七)
链 接
•
[先总揽全局]
高
考
(ɡ
ā
o
kǎ
o)
·
专
题
突
破
2021/12/9
第一页，共二十三页。
2021/12/9
第二页，共二十三页。
2021/12/9
第三页，共二十三页。
2021/12/9
•
[再填写(tiánxiě)关键]
• ①电磁波
• ②小
• ③hν
• ④饱和
• ⑤截止
• ⑥hν－W0
第四页，共二十三页。
人教版高中物理选修3-5高二物理第十七章 波粒二象性 章末练习.docx
高中物理学习材料桑水制作高二物理第十七章波粒二象性章末练习一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分)1．普朗克能量子假说是为解释( )A．光电效应实验规律提出的B．康普顿效应实验规律提出的C．光的波粒二象性提出的D．黑体辐射的实验规律提出的2．对于光的波粒二象性的理解正确的是( )A．大量光子的效果往往表现出波动性，个别光子的行为往往表现出粒子性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．波粒二象性是光的根本属性，有时它的波动性显著，有时它的粒子性显著3．硅光电池是利用光电效应原理制成的器件．下列表述正确的是( )A．硅光电池是把光能转化为电能的一种装置B．硅光电池中吸收了光子能量的电子都能逸出C．逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率无关D．任意频率的光照射到硅光电池上都能产生光电效应4．以下说法正确的是( )A．若用红光照射金属时发生光电效应，则用其他可见光照射该金属均能产生光电效应B．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能是因为该束光的照射时间太短C．光电效应揭示了光的粒子性，而康普顿效应则反映了光的波动性D．物质波是一种概率波，在微观物理学中可以用“轨迹”来描述粒子的运动5．频率为ν的光子的动量和波长的关系是λ＝hp，能量为ε，则光的速度为( )A．ελ/h B．pεC．ε/pD．h2/(ε·p)6．用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而发生光电效应，可得到光电子最大初动能E k随入射光频率ν变化的E k－ν图象．已知钨的逸出功是3.28 eV，锌的逸出功是3.34 eV，若将二者的图线画在同一个E k－ν坐标图中，用实线表示钨，虚线表示锌，则能正确反映这一过程的是下图中的( )7．2006年度诺贝尔物理学奖授予了两名美国科学家，以表彰他们发现了宇宙微波背景辐射的黑体谱形状及其温度在不同方向上的微小变化．他们的出色工作被誉为是宇宙学研究进入精密科学时代的起点．下列与宇宙微波背景辐射的黑体谱相关的说法中正确的是( )A．微波是指波长在10－3m到10 m之间的电磁波B．微波和声波一样都只能在介质中传播C．黑体的热辐射实际上是电磁辐射D．普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说8.用同一光电管研究a、b两种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图所示．则这两种光( )A．照射该光电管时a光使其逸出的光电子最大初动能大B．从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角大C．通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距大D．通过同一玻璃三棱镜时，a光的偏折程度大9．分别用波长为λ和34λ的单色光照射同一金属板，发出的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( )A.hc2λB.2hc3λC.34hcλD.4hλ5c10.某同学采用如图所示的实验装置来研究光电效应现象．当用某单色光照射光电管的阴极K时，会发生光电效应现象．闭合开关S，在阳极A和阴极K之间加上反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压，直至电流计中电流恰为零，此电压表的电压值U称为遏止电压，根据遏止电压，可以计算出光电子的最大初动能E km.现分别用频率为ν1和ν2的单色光照射阴极，测量到遏止电压分别为U1和U2，设电子质量为m，电荷量为e，则下列关系式中正确的是( )A．用频率为ν1的光照射时，光电子的最大初速度v＝2eU1mB．阴极K金属的逸出功W0＝hν1－eU1C．阴极K金属的极限频率νc ＝U1ν2－U2ν1U1－U2D．普朗克常数h＝e(U1－U2)ν1－ν2二、非选择题(本题共4小题，共60分)11．(12分)一颗质量为5 kg的炮弹以200 m/s的速度运动时，它的德布罗意波长为________；假设它以光速运动，它的德布罗意波长为________；若要使它的德布罗意波长为400 nm，则它的速度为________．12．(15分)一电子具有200 m/s的速率，动量的不确定范围是0.01%，我们确定该电子位置时，有多大的不确定范围？(电子质量为9.1×10－31kg)13．(15分)铝的逸出功是4.2 eV，现在用波长200 nm的光照射铝的表面．(1)求光电子的最大初动能；(2)求遏止电压；(3)求铝的极限频率．4.(18分)已知每秒钟从太阳射到地球上垂直于太阳光的每平方米截面上的辐射能为1.4×103J，其中可见光部分约占45%.假设可见光的波长为0.55 μm，太阳光向各个方向的辐射是均匀的，日地之间距离R＝1.5×1011m，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，由此可估算出太阳每秒钟辐射的可见光的光子数约为多少个(保留两位有效数字)．第十七章波粒二象性章末练习参考答案1．D 2.AD3．A [光电效应是光(包括不可见光)照射金属使其逸出电子的现象，因此硅光电池是把光能转化为电能的一种装置，选项A正确；根据光电效应规律知，大于一定频率的光才能被电子吸收而发生光电效应，电子的最大初动能与入射光的频率有关．] 4．A [其他可见光频率均大于红光频率故均可发生光电效应，所以A正确；光照射到金属上，不能发生光电效应，说明入射光的频率太低，低于极限频率，所以B错；光电效应，康普顿效应都反映了光的粒子性，所以C错；物质波是一种概率波，粒子到达什么位置是随机的，是预先不确定的，因此不能用“轨迹”描述粒子的运动，所以D 错．]5．AC [由波速公式c＝λν，德布罗意波波长λ＝hp，光能量子ε＝hν，可得c＝λεh＝hp·εh＝εp，故选项A、C正确．]6．A [由爱因斯坦光电效应方程可知，光电子的最大初动能E k＝hν－W0，E k－ν图象中，钨、锌直线的斜率应相同，故C、D错误；又因为钨的逸出功小于锌的逸出功，所以钨的截止频率应小于锌的截止频率，综上可知A项正确．]7．ACD [微波的波长范围是1 mm到10 m，A正确．微波能在真空中传播，B不正确．黑体热辐射实际上是电磁辐射，C正确．普朗克在研究黑体的热辐射问题时提出了能量子假说，D正确．]8．BC [由E＝hν知，光的频率是光电子最大初动能的决定因素，a光的频率小，折射率小，临界角大，在光的干涉实验中，若保持双缝间距离、缝与屏间距离都不变，用b光和a光分别做实验得出的干涉条纹，可以看出b光的条纹间距比a光的小，B、C 正确．]9．B [由光电效应方程得h cλ－W0＝E k1，hc34λ－W0＝E k2，并且E k1∶E k2＝1∶2，可得W 0＝2hc3λ.]10．ABD [光电子在电场中做减速运动，根据动能定理可知－eU1＝0－12mv2，可得v＝2eU1m，A正确；根据光电效应方程E k＝hν－W0，可得W0＝hν1－eU1＝hν2－eU2，联立解得h＝e(U1－U2)ν1－ν2，D正确；将h代入hνc＝W0，解得νc＝U1ν2－U2ν1U1－U2，C错误．]11．6.63×10－37 m 4.42×10－43 m 3.32×10－28 m/s 解析炮弹的动量p＝mv＝103 kg·m/s它的德布罗意波长为λ＝hp＝6.63×10－34103m＝6.63×10－37 m当它以光速c＝3×108 m/s运动时λ′＝hp′＝hmc＝6.63×10－345×3×108m＝4.42×10－43 m当λ″＝400 nm＝4×10－7 m时v＝hmλ″＝6.63×10－345×4×10－7m/s＝3.32×10－28 m/s. 12．Δx≥2.90×10－3 m解析由不确定性关系ΔxΔp≥h4π得：电子位置的不确定范围Δx≥h4πΔp＝6.63×10－344×3.14×9.1×10－31×200×0.01%m＝2.90×10－3 m 13．(1)2.02 eV (2)2.02 V (3)1.01×1015 Hz解析(1)由爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0可得：E k＝h cλ－W0＝6.63×10－34×3×1082×10－7J－4.2×1.6×10－19 J≈3.23×10－19 J≈2.02 eV(2)由eU c＝E k得遏止电压U c＝Eke＝2.02 V.(3)由W0＝hνc得极限频率νc ＝Wh＝4.2×1.6×10－196.63×10－34Hz≈1.01×1015 Hz.14．4.9×1044个解析因太阳光向各个方向的辐射是均匀的，可认为太阳每秒钟辐射的可见光的光子数等于以太阳为球心、日地之间距离为半径的球面上每秒钟获得的可见光的光子数，已知每秒钟从太阳射到地球上垂直于太阳光的每平方米截面上的辐射能σ＝1.4×103 J/(s·m2)，可见光所占全部辐射能的比例为η＝45%，则太阳每秒钟辐射的可见光的能量E＝4πR2ση，而每个可见光子的能量E0＝hν，则太阳每秒钟辐射出的可见光的光子数N＝EE＝4πR2σηλhc≈4.9×1044个．。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
太阳都具有波动性，波长λ＝
h p
。由于宏观物体的波长太小，
其波动性不易观察到。
2．物质波是一种概率波，粒子在空间各处出现的概率服
从波动规律。不要以宏观观点中的波来理解德布罗意波。
3．德布罗意假说是光的波粒二象性的推动，实物粒子和
光子都既具有粒子性，又具有波动性。与光子对应的波是电
磁波，与实物粒子对应的是物质波。
(2)实验验证 1927年戴维孙和G.P.汤姆孙分别利用晶体做了电__子__束__衍__射__ 的实验，得到了类似下图的___衍__射____图样，从而证实了电子 的波动性。他们为此获得了1973年的诺贝尔物理学奖。
重点难点突破
一、光学发展史
学说名称 微粒说 波动说 电磁说
代表人物 牛顿 惠更斯 麦克斯韦
二象性
特征。光既具有波动性，又具有粒子性，波动性和粒子性都是光的本 身属性，只是在不同条件下的表现不同。
பைடு நூலகம்
(2)只有用波粒二象性，才能统一说明光的各种行为。
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．光波与机械波是同样的一种波 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，在光子能量ε＝hν中，频率ν仍表示的是波的特性
粒子的波动性
1．德布罗意波 任何一种实物粒子都和一个波相联系，这种波被称为德
布罗意波，也叫___物__质____波。 2．物质波的波长和频率
h
ε
波长公式λ＝___p__，频率公式ν＝__h___。
3．物质波的实验验证 (1)实验探究思路 干涉、衍射是波特有的现象，如果实物粒子具有波动性， 则在一定条件下，也应该发生___干__涉____或__衍__射___现象。
答案：D 解析：光是一种波，同时也是一种粒子，光具有波粒二象 性，当光和物质作用时，是“一份一份”的，表现出粒子性； 单个光子通过双缝后在空间各点出现的可能性可以用波动规律 描述，表现出波动性。粒子性和波动性是光子本身的一种属 性，光子说并未否定电磁说。
三、对德布罗意波的理解
1．任何一个运动的物体，小到电子、质子，大到行星、
2．光子的能量和动量
(1)能量：ε＝___h_ν__；
h (2)动量：p＝__λ___。
3．意义 能量ε和动量p是描述物质的_粒__子___性的重要物理量；波长 λ和频率ν是描述物质的_波__动___性的典型物理量。因此ε＝__h_ν__
h 和p＝___λ __揭示了光的粒子性和波动性之间的密切关系。
实验依据
光的直 线传 播、光 的反射
光的干 涉、衍 射
能在真空 中传播， 是横波， 光速等于 电磁波速
内容要点
光是一 群弹性 粒子
光是一 种机械 波
光是一种 电磁波
年代 17世纪 17世纪 19世纪中
光子说 波粒二象性
爱因斯坦
公认
光电效应 光既有波动现
康普顿效 象，又有粒子
应
特征
光是由一 份一份光 子组成的
考点题型设计
对光的波粒二象性的理解
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，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。
成才之路 ·物理
人教版 ·选修3-5
路漫漫其修远兮 吾将上下而求索
第十七章 波粒二象性
第十七章 第三节 粒子的波动性
1 学习目标定位 2 课堂情景切入 3 知识自主梳理
4 重点难点突破 5 考点题型设计 6 课后强化作业
学习目标定位
※
理解光的波粒二象性
※
了解粒子的波动性
※
理解物质波的概念，知道物质波的实验验证
德布罗意认为任何运动着的物体均有波动性，可是我们 观察运动着的汽车，并未感觉到它的波动性。你如何理解该 问题，谈谈自己的认识。
答案：波粒二象性是微观粒子的特殊规律，一切微观粒子 都存在波动性，宏观物体(汽车)也存在波动性，只是因为宏观 物体质量大，动量大，波长短，难以观测，而微观粒子如电 子、质子、中子以及原子、分子的波动性为宏观物体具有波动 性奠定了事实基础。
粒子的含义是“不连续”“一份一 份”的，光的粒子即光子，不同于宏 观概念的粒子，但也具有动量和能 量。(1)当光同物质发生作用时，表 现出粒子的性质。(2)少量或个别光 子易显示出光的粒子性。(3)频率 高，波长短的光，粒子性特征显著。
(1)光子说并没有否定波动性，E＝hν中，ν表示光的频率，表示了波的
光是具有电磁 本性的物质， 既有波动性又 有粒子性
20世纪初 20世纪初
二、对光的波粒二象性的理解
光的波动性
光的粒子性
实验基础
干涉、衍射
光电效应、康普顿效应
含义
光的波动性是光子本身的一种 属性，它不同于宏观的波，它 是一种概率波，即光子在空间 各点出现的可能性大小(概率)可 用波动规律描述：(1)足够能量 的光(大量光子)在传播时，表现 出波的性质。(2)频率低，波长 长的光，波动性特征显著。
课堂情景切入
如图所示是一台电子显微 镜，竖直圆筒的上、下两端分 别装着负极和正极，电压可高 达 1×106V 。 它 的 分 辨 本 领 很 高，可以看清大小为0.2nm的物 体。
你知道电子显微镜的分辨 本领与哪些因素有关吗？
知识自主梳理
光的波粒二象性
1．光的本性 (1) 大 量 光 子 产 生 的 效 果 显 示 出 ___波__动__性____ ， 比 如 ____干__涉______、__衍__射___、__偏__振___等现象表明光在传播过程中 具有波动性。 (2) 个 别 光 子 产 生 的 效 果 往 往 显 示 出 _粒__子__性____ ， 比 如 __光__电__效__应____、__康__普__顿__效__应__等光子与电子的作用是一份一份 进行的，这些都体现了光的粒子性。 (3) 光 既 具 有波__动__性______ 又 具 有 ___粒__子__性___ ， 光 具 有 __波__粒__二__象__性___。