物理课堂精人教3-5全国通用教师用书：第十七章波粒二象性章末小结1 含答案

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人教版高中物理选修3-5章总结复习素材：第17章波粒二象性知识点

人教版高中物理选修3-5章总结复习素材：第17章波粒二象性知识点(总8页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--选修3-5知识点第十七章波粒二象性能量量子化一、黑体与黑体辐射1、热辐射：一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关。

物体在室温时，热辐射的主要成分是波长较长的电磁波，不能引起人的視觉。

当温度升高时，热辐射中较短波长的成分越来越强。

2、热辐射的特性：辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而有所不同。

3、黑体：物体表面能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射。

除了热辐射之外，物体表面还会吸收和反射外界射来的电磁波。

常温下我们看到的物体的颜色就是反射光所致。

一些物体在光线照射下看起来比较黑，那是因为它吸收电磁波的能力较强，而反射电磁波的能力较弱。

4、黑体辐射：辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关。

二、黑体辐射的实验规律1、从中可以看出，随着温度的升高，一方面，各种波长的强度有所增加，另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。

2、维恩公式在短波区与实验非常接近，在长波区则与实验偏离很大。

3、瑞利公式在长波区与实実验基本一致，但在短波区与实验严重不符，不但不符，而且当趋于0时，辐射强度竟变成无穷大，这显然是荒谬。

三、能量子1、ε叫能量子，简称量子，能量是量子化的，只能一份一份地按不连续方式辐射或吸收能量。

2、普朗克常量：对于频率为ν的能量子最小能量：ε=hνh=10-34J/s。

——普朗克常量光的粒子性光是电磁波：光的干涉、衍射现象说明光是波。

一、光电效应的实验规律1、光电效应：即照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出，发射出来的电子叫光电子。

2、研究光电效应的电路图：①K在受到光照时能够发射光电子汗，②光电子在UAK电场作用下形成光电流，③阳极A 吸收阴极K发出的光电子。

3、存在着饱和电流：入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多。

17.5不确定性关系(教师版)2021-2021学年高二物理人教选修3-5

17.5不确定性关系（教师版）2021-2021学年高二物理人教选修3-5第十七章波粒二象性第5节不确定性关系1．下列说法中正确的是A．宏观物体的动量和位置可准确测定 B．微观粒子的动量和位置可准确测定 C．微观粒子的动量和位置不可同时准确测定 D．宏观物体的动量和位置不可同时准确测定【答案】AC【解析】由不确定性关系知，宏观物体的不确定量较小，一般认为其动量和位置确定。

而微观粒子的动量和位置是不能同时确定的，A、C正确。

2．在单缝衍射实验中，从微观粒子运动的不确定关系可知 A．缝越窄，粒子位置的不确定性越大 B．缝越宽，粒子位置的不确定性越大 C．缝越窄，粒子动量的不确定性越大 D．缝越宽，粒子动量的不确定性越大【答案】BC【解析】由不确定性关系ΔxΔp≥因此选项BC正确。

3．下列关于不确定关系说法正确的是 A．只对微观粒子适用 B．只对宏观粒子适用 C．对微观和宏观粒子都适用 D．对微观和宏观粒子都不适用【答案】A【解析】微观世界的属性，人类缺少直接感知，在这种情况下，我们要建立一些模型，用来分析他们的规律。

不确定关系只是用来解释微观粒子的，故A正确。

h知缝宽时，位置不确定性越大，则动量的不确定性越小，反之亦然，4π4．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【答案】C【解析】由不确定性关系可知，不能同时确定动量和坐标，二者没有唯一关系，其他三个选项只说明了其中的某个方面，而没有对不确定关系作进一步的认识，C正确。

5．根据不确定性关系ΔxΔp≥h，判断下列说法正确的是4πA．采取办法提高测量Δx精度时，Δp的精度下降B．采取办法提高测量Δx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【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。

高三物理人教版选修3-5 第十七章波粒二象性能量量子化导学案2优秀教学教案说课稿

高三物理选修3-5第十七章波粒二象性第一节能量量子化导学案【教学目标】1．了解什么黑体辐射，感悟以实验为基础的科学探究方法。

2．了解能量子的概念及提出的科学过程，领会这一科学突破过程中科学家的思想。

3．通过观察热辐射的强度与波长的关系图像培养学生的观察能力。

4．了解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理世界的认识。

【教学重点】黑体辐射能量在不同温度下与波长的关系【教学难点】理解能量量子化的假说【自主学习】知识点一：黑体与黑体辐射1．热辐射：我们周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的_____有关，叫做热辐射。

（1）任何物体任何温度均存在热辐射，当温度升高时，热辐射中较短波长的成分越来越强，发射的能量逐渐增加。

例如：铁块在随温度升高时，从看不出发光到暗红、赤红、橘红到橙色等颜色直到黄白色。

从视觉上看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。

无论是高温物体还是低温物体，都有热辐射，所辐射的能量及其按波长的分布都随温度而变化。

（2）热辐射是热能转化为电磁能的过程。

大量带电粒子的无规则热运动引起的。

物体中每个分子、原子或离子都在各自平衡位置附近以各种不同频率作无规则的微振动，每个带电微粒的振动都会产生变化的电磁场，从而向外辐射各种波长的电磁波，形成连续的电磁波谱。

（3）注意：激光、日光灯发光不是热辐射2．黑体：如果某种物体在任何温度下都能够完全吸收入射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。

（1）实际上黑体只是一种理想的情况，在实验室中，可在绕有电热丝的空腔上开一个小孔来实现，如图所示。

（2）黑体看上去不一定是黑色的，只有当自身辐射的可见光非常微弱时看上去才是这样；有些可看作黑体的物体由于有较强的辐射，看起来还会很明亮，如炼钢炉口上的小孔。

一些发光的物体（如太阳、白炽灯灯丝）也被当作黑体来处理。

（3）一般材料物体的辐射规律：辐射电磁波的情况除与_______有关外，还与材料的种类和表面状况有关。

高中物理_第十七章波粒二象性第三节粒子的波动性教学设计学情分析教材分析课后反思

第十七章波粒二象性第三节粒子的波动性学习目标1．知道光具有波粒二象性,感受微观粒子运动的复杂性。

2．知道物质波的概念。

3．知道微观粒子的波动性。

领会对称性、类比性的研究方法，感悟科学的探究精神。

4.通过对物质波的实验验证内容的学习，感受实验研究这一重要的研究方法。

重点难点1.知道光具有波粒二象性。

2.物质波的理解。

一．基础自学(一)光的波粒二象性1、光的本性：光既具有性，又具有性，即光具有。

2、光子的能量和动量：光子能量ε= ，光子动量：p=h/λ,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)粒子的波动性：德布罗意假说：实物粒子也具有性，。

任何一个的物体，都有一种波与它相对应，这种波叫做波，也称为德布罗意波。

物质波的波长和频率：λ= ，ν=(三)物质波的实验验证：1927年戴维孙和汤姆孙分别利用晶体做了的实验，得到了电子的，证实了电子的波动性。

二.合作探究【探究一】光的波粒二象性理解：1、光的波动性2、光的粒子性例1能说明光具有波粒二象性的实验是( )A．光的干涉和衍射B．光的干涉和光电效应C．光的衍射和康普顿效应D．光电效应和康普顿效应【探究二】物质波的实验验证1、物质波2、理解例2关于物质波，下列认识中错误的是( )A．任何运动的物体(质点)都伴随一种波，这种波叫物质波B．X射线的衍射实验，证实了物质波假设是正确的C．电子的衍射实验，证实了物质波假设是正确的D．宏观物体尽管可以看做物质波，但它们不具有干涉、衍射等现象三、限时训练1、对光的认识，以下说法中正确的是( )A．个别光子的行为表现为粒子性，大量光子的行为表现为波动性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,不具有粒子性,表现出粒子性时，就不具有波动性D．光的波粒二象性应理解为：在某种情境下光的波动性表现明显，在另外某种情境下，光的粒子性表现明显2、下列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，其波动性越明显；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3、关于物质波，下列说法中正确的是( )A．速度相等的电子和质子，电子的波长大B．动能相等的电子和质子，电子的波长小C．动量相等的电子和中子，中子的波长小D．甲电子速度是乙电子的3倍，甲电子的波长也是乙电子的3倍4、人类对光的本性的认识经历了曲折的过程。

人教版高中物理选修3-5第十七章波粒二象性(自主学习学案)

第十七章波粒二象性第一、二节黑体辐射、光电效应课前自主学习（学案）一、请学生自主复习教材第十七章第一、二节P26-P36。

二、结合复习的内容思考如下问题：1．什么叫黑体（绝对黑体）？2．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布与什么因素有关？3．什么是光电效应现象？光电效应现象的实验规律有哪些？4．如何解释光电效应的实验规律？三、自主解答几道题目1．关于黑体和热辐射，下列说法中正确的是（）A．黑体不辐射可见光B．一切物体都在向外辐射电磁波C．黑体不能反射可见光D．黑体在吸收电磁波的同时不向外辐射电磁波2．在光电效应实验中，如果需要增大光电子到达阳极时的速度，可采用的方法是（）A．增加光照时间B．增大入射光的波长C．增大入射光的强度D．增大入射光频率3．关于光电效应，有如下几种陈述，其中正确的是（）A．金属电子的逸出功与人射光的频率成正比B．光电流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截止频率，入射光的频率必须大于这个频率，才能产生光电效应4．下表给出了一些金属材料的逸出功。

材料铯钙镁铍钛逸出功(10－19J) 3.0 4.3 5.9 6.2 6.6现用波长为400 nm的单色光照射上述材料，能产生光电效应的材料最多有几种（）(普朗克常量h = 6.6×10－34J·S，光速c = 3.00×108m／s)A．2种 B ．3种C．4种D．5种参考答案：1.B 2.D 3.AD 4.A课堂主体参与（教案）【学习目标】1．了解黑体和黑体辐射，体会量子论的建立深化了人们对物体世界的认识2．知道光电效应，通过实验了解光电效应实验规律，了解爱因斯坦光子说，并能够用它来解释光电效应实验规律，知道爱因斯坦光电效应方程及其意义，并能利用它解决一些问题重点难点。

3．了解康普顿效应，知道康普顿效应说明光具有粒子性。

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。

人教版物理选修3-5(课件)第17章波粒二象性1

分布只与黑体的温度有关
波，不反射
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第十七章波粒二象性
学基础导学讲要点例析练随堂演练
①热辐射不一定要高温，任何温度的物体都发出一定的热辐射，只是温度低时辐射弱，温度高时辐射强； ②黑体是一个理想化的物理模型，实际不存在； ③黑体看上去不一定是黑的，有些可看作黑体的物体由于
讲要点例析
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第十七章波粒二象性
学基础导学讲要点例析练随堂演练
对黑体及黑体辐射的理解
热辐射特点吸收、反射特点
一般关，与材料的种类及表面状力与材料的种类及入射物体况有关光波长等因素有关
黑体辐射电磁波的强度按波长的完全吸收各种入射电磁
辐射电磁波的情况与温度有既吸收，又反射，其能
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第十七章波粒二象性
学基础导学讲要点例析练随堂演练
二、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整数倍，当带电微粒辐射或吸收能量时，也是能量值 ε 的 __________ 一份一份地辐射或吸收的，这个不以这个最小能量值为单位__________ 可再分的最小能量值ε叫做能量子． 2 ．能量子大小： ε ＝ hν ，其中 ν 是电磁波的频率， h 称为
学基础导学讲要点例析练随堂演练
学基础导学
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第十七章波粒二象性
学基础导学讲要点例析练随堂演练
一、黑体与黑体辐射
电磁波，这种 1．热辐射：周围的一切物体都在辐射 __________ 物体温度有关，所以叫热辐射．辐射与__________
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第十七章波粒二象性

人教版选修3-5第17章《波粒二象性》小结

选3-5 第17章《波粒二象性》知识小结考点93、普朗克能量子假说黑体和黑体辐射（P27~30）引言：研究的历史背景——19世纪末期，人们认为经典物理学已形成完整体系，只剩下修补、完善工作。

尽管当时“朗朗的天空”仍漂有两朵乌云——光速问题和黑体辐射问题。

（前者引发了（理论），后者引发了（理论））当人们深入研究时，引发了物理学理论的大变革：爱因斯坦对光速问题的研究，引发了（选修3－4已学）；哪黑体辐射的研究将会带来什么呢？另：当时光的、、实验已证实光是横波，并由（物理学家）预言、由（物理学家）实验证实光是电磁波。

1、黑体与黑体辐射1）热辐射一切物体都在辐射，这种辐射与物体的有关（还与和有关），这种现象叫热辐射；规律：当温度升高时，热辐射中波长的成分越来越强。

除热辐射外，物体的表面还会吸收和反射电磁波。

2）黑体、黑体辐射黑体是指能够入射的各种波长的电磁波而的物体；黑体辐射的特点：辐射的电磁波强度按的分布只与黑体的有关——这是人们特别重视研究黑体辐射的原因之一。

3）黑体辐射的实验规律——课本图17.1－2（关注）①当温度升高时，各种波长的电磁波的辐射强度都；②当温度升高时，辐射强度的最大值向波长（即频率）的方向移动。

4）经典理论解释的困难：在大量的经典理论解释中有两个人的研究较出色，但都存在缺陷维恩公式：在区与实验非常接近，而区与实验偏离很大；瑞利公式：在区与实验基本一致，而区与实验严重不符，且当波长趋于0（即频率很大）时，辐射强度趋于无穷大——史称“紫外灾难”。

2、能量子（普朗克）1）内容：振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值的，其辐射或吸收的能量也只能以这个为单位地辐射或吸收。

这个不可分的最小能量值叫。

★★该假设重点强调的能量是不连续的，即电磁波在吸收和辐射时是的，但没有指明电磁的传播是不连续的（见课本P32最后一段中间），另外真正说明物质世界量子性质的科学家是（见课本P30最上）。

能量子公式：ε＝（式中h＝，叫，γ是电磁波的）振动着的带电微粒的能量：E＝nhγ（n叫量子数，为自然数）在宏观世界中，通常认为能量是，而微观世界中能量是。

高中物理人教版选修3-5教师用书：第17章+3 粒子的波动性+Word版含解析

3 粒子的波动性[先填空]1.2．光子的能量和动量(1)能量：ε＝hν.(2)动量：p＝h 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＝hν和p hλ揭示了光的粒子性和波动性之间的密切关系．[再判断]1．光的干涉、衍射、偏振现象说明光具有波动性．(√) 2．光子数量越大，其粒子性越明显．(×)3．光具有粒子性，但光子又不同于宏观观念的粒子．(√) [后思考]由公式E＝hν和λ＝hp，能看出波动性和粒子性的联系吗？【提示】从光子的能量和动量的表达式可以看出，是h架起了粒子性与波动性之间的桥梁．[合作探讨]探讨1：认识光的波粒二象性，应从微观角度还是宏观角度？【提示】应从微观的角度建立光的行为图像，认识光的波粒二象性．探讨2：光在传播过程中，有的光是波，有的光是粒子，这句话正确吗？【提示】不正确．光具有波粒二象性，只是有时表现为波动性，有时表现为粒子性，并不是有的光是波，有的光是粒子．[核心点击]1．对光的认识的几种学说1．(多选)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D．光电效应说明光具有粒子性【解析】光的波动性指大量光子在空间各点出现的可能性的大小可以用波动规律来描述，不是惠更斯的波动说中宏观意义下的机械波，光的粒子性是指光的能量是一份一份的，每一份是一个光子，不是牛顿微粒说中的经典微粒．某现象说明光具有波动性，是指波动理论能解释这一现象．某现象说明光具有粒子性，是指能用粒子说解释这个现象．要区分说法和物理史实与波粒二象性之间的关系．C、D正确，A、B错误．【答案】CD2．下列关于光的波粒二象性的说法中，正确的是()【导学号：54472028】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．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的一种粒子．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C正确，A、B、D错误．【答案】 C(1)光既有波动性又有粒子性，二者是统一的.(2)光表现为波动性，只是光的波动性显著，粒子性不显著而已.(3)光表现为粒子性，只是光的粒子性显著，波动性不显著而已.[先填空]1．粒子的波动性(1)德布罗意波1924年法国巴黎大学的德布罗意提出假设：实物粒子也具有波动性，每一个运动的粒子都与一个对应的波相联系，这种与实物粒子相联系的波称为德布罗意波，也叫物质波．(2)物质波的波长、频率关系式ν＝εh，λ＝h p.2．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．(2)实验验证1927年戴维孙和汤姆孙分别利用晶体做了电子束衍射实验，得到了电子的衍射图样，如图17-3-1所示，证实了电子的波动性．电子束穿过铝箔后的衍射图样图17-3-1(3)说明①人们陆续证实了质子、中子以及原子、分子的波动性．对于这些粒子，德布罗意给出的ν＝εh和λ＝hp关系同样正确．②宏观物体的质量比微观粒子大得多，运动时的动量很大，对应的德布罗意波的波长很小，根本无法观察到它的波动性．[再判断]1．一切宏观物体都伴随一种波，即物质波．(×)2．湖面上的水波就是物质波．(×)3．电子的衍射现象证实了实物粒子具有波动性．(√)[后思考]既然德布罗意提出了物质波的概念，为什么我们生活中却体会不到？【提示】平时所见的宏观物体的质量比微观粒子的质量大得多，运动的动量很大，由λ＝hp可知，它们对应的物质波波长很小，因此，无法观察到它们的波动性．[合作探讨]探讨1：物质波的概念是如何提出的？【提示】德布罗意认为光学研究中忽视了粒子性，而实物粒子中则忽视了其波动性，因此，德布罗意提出了实物粒子的波动性．探讨2：宏观物体的运动也具有波动性吗？【提示】不管是微观粒子还是宏观运动的物体，都具有波动性，但宏观运动物体的波动性很不明显．[核心点击]1．物质的分类(1)由分子、原子、电子、质子及由这些粒子组成的物质．(2)“场”也是物质，像电场、磁场、电磁场这种看不见的，不是由实物粒子组成的，而是一种客观存在的特殊物质．2．物质波的普遍性任何物体，都存在波动性，我们之所以观察不到宏观物体的波动性，是因为宏观物体对应的波长太小的缘故．3．求解物质波波长的方法(1)根据已知条件，写出宏观物体或微观粒子动量的表达式p＝m v.(2)根据波长公式λ＝hp求解．(3)注意区分光子和微观粒子的能量和动量的不同表达式．如光子的能量：ε＝hν，动量p＝hλ；微观粒子的动能：E k＝12m v2，动量p＝m v.3．下列说法中正确的是()A．物质波属于机械波B．物质波与机械波没有本质区别C．只有像电子、质子、中子这样的微观粒子才具有波动性D．德布罗意认为，任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波和它对应，这种波叫物质波【解析】物质波是一切运动着的物体所具有的波，与机械波性质不同，A、B均错误；宏观物体也具有波动性，只是干涉、衍射现象不明显，看不出来，C 错误；德布罗意认为，任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波和它对应，这种波叫物质波，D正确．【答案】 D4．如果一个中子和一个质量为10 g的子弹都以103m/s的速度运动，则它们的德布罗意波的波长分别是多长？(中子的质量为1.67×10－27 kg) 【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的波长分别为λ1＝hp1，λ2＝hp2联立以上各式解得：λ1＝hm1v，λ2＝hm2v将m1＝1.67×10－27 kg，v＝1×103 m/s，h＝6.63×10－34 J·s，m2＝1.0×10－2 kg 代入上面两式可解得λ1＝4.0×10－10 m，λ2＝6.63×10－35 m.【答案】 4.0×10－10 m 6.63×10－35 m宏观物体波动性的三点提醒1．一切运动着的物体都具有波动性，宏观物体观察不到其波动性，但并不否定其波动性．2．要注意大量光子、个别光子、宏观物体、微观粒子等相关概念的区别．3．在宏观世界中，波与粒子是对立的概念；在微观世界中，波与粒子可以统一．。

人教版高中物理选修3-5 第十七章波粒二象性基础知识梳理

第十七章波粒二象性17. 1 能量量子化一、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,所以叫做热辐射.太阳、白炽灯中光的发射即热辐射。

(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。

拓展延伸：(1)任何物体在任何温度下都会发生热辐射,这是由于物体中分子、原子受到激发而发射电磁波。

(2)热辐射是热能转化为电磁能的过程。

(3)除了热辐射外,物体表面还会吸收和反射外界射来的电磁波,除光源外,我们看到的物体的颜色就是反射光的颜色。

2.黑体与黑体辐射(1)黑体定义: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。

如果某种物体能够完全吸收入射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。

3.对黑体的理解黑体是一种理想化模型,作为热辐射研究的标准物体,黑体能使入射的电磁波全部被吸收,既没有反射,也没有透射(但黑体仍然要向外辐射电磁波).自然界不存在真正的黑体,但许多物体可以近似视为黑体。

如图所示,如果在一个空腔壁上开一个小孔,那么射入小孔的电磁波在空腔内表面会发生多次反射和吸收,最终不能从空腔射出这个小孔就成了一个“绝对黑体”。

4.一般物体与黑体的比较二、黑体辐射的实验规律1.黑体辐射实验规律温度一定时:黑体辐射强度 (单位时间内从物体单位面积上所发射的各种波长的总辐射能)随波长的分布有个极大值。

随着温度的升高:(1)各种波长的辐射强度都有增加;(2)辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。

特别提醒：黑体热辐射规律比一般物体的热辐射规律更简单,它辐射的电磁波强度按波长的分布只跟黑体温度有关。

三、普朗克能量量子化假说1.能量子定义普朗克认为,振动着的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。

物理选修3-5人教版第十七章波粒二象性章末复习

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例1
光电效应的规律是：
(1) 任何一种金属都有一__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;
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．
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2．能量子假说 (1)能量子 ①提出的目的：普朗克为了克服经典物理学对黑体辐射现象解释的困难而提出的． ②含义：物质发射(或吸收)能量时，能量不是 __连__续__的__，而是__一__份__一__份__地进行的，每一份就是一个最小的能量单位．这个不可再分的最小的能量单位称为“能量子”．
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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．

全国通用高中物理第十七章波粒二象性第三节粒子的波动性学案新人教版选修3-5(2021年整理)

（全国通用版）2018-2019高中物理第十七章波粒二象性第三节粒子的波动性学案新人教版选修3-5编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（（全国通用版）2018-2019高中物理第十七章波粒二象性第三节粒子的波动性学案新人教版选修3-5）的内容能够给您的工作和学习带来便利。

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第三节粒子的波动性学习目标※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知识导图知识点1 光的波粒二象性1．光的本性(1)19世纪初托马斯·杨、菲涅耳、马吕斯等分别观察到了光的__干涉__、__衍射__和偏振现象。

（2)19世纪60年代和80年代，麦克斯韦和赫兹先后从理论上和实验上确认了光的__电磁波__本质。

(3）光电效应和康普顿效应揭示了光的__粒子性__。

（4）光的本性错误!错误!2．光子的能量和动量(1)能量:ε＝__hν__；（2）动量：p＝__错误!__。

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＝__hν__和p＝__错误!__揭示了光的粒子性和波动性之间的密切关系。

知识点2 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波长公式λ＝__错误!__，频率公式ν＝__错误!__。

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。

教育最新K122017_2018学年高中物理第十七章波粒二象性章末总结学案新人教版选修3_5

第十七章波粒二象性章末总结一、量子论、光子说、光子能量的计算1．量子论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，是一份一份的，每一份电磁波的能量ε＝hν.2．光子说爱因斯坦提出：空间传播的光也是不连续的，也是一份一份的，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ε＝h ν，其中h 为普朗克常量，h ＝6.63×10－34J·s.3．光的频率与波长的关系：ν＝cλ.例1 激光器是一个特殊的光源，它发出的光便是激光，红宝石激光器发射的激光是不连续的一道一道的闪光，每道闪光称为一个光脉冲，现有一红宝石激光器，发射功率为1.0×1010W ，所发射的每个光脉冲持续的时间Δt 为1.0×10－11s ，波长为 793.4 nm.问每列光脉冲的长度l 是多少？其中含有的光子数n 是多少？(普朗克常量h ＝6.63×10－34J·s，光速c ＝3×108m/s)答案 3×10－3m 4×1017个解析光脉冲的长度是光在一个脉冲时间内传播的距离，设为l .则l ＝c Δt ＝3×108×1.0×10－11m ＝3×10－3m.根据W ＝P Δt 可知每列光脉冲能量W ＝P Δt ＝1.0×1010×1.0×10－11J ＝0.1 J.而每个光子能量E ＝h cλ＝6.63×10－34×3×108793.4×10－9 J≈2.507×10－19J. 故每个光脉冲含有光子数n ＝W E ＝0.12.507×10－19个≈4×1017个．二、光电效应的规律和光电效应方程 1．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等于这个极限频率，才能发生光电效应．低于极限频率时，无论光照强度多强，都不会发生光电效应． (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)入射光照射到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过10－9s.(4)当入射光的频率高于极限频率时，单位时间内从金属表面逸出的光电子数目与入射光的强度成正比．2．爱因斯坦光电效应方程E k ＝h ν－W 0W 0表示金属的逸出功，νc 表示金属的极限频率，则W 0＝h νc .例2 如图1甲所示为研究光电效应的电路图．图1(1)对于某金属用紫外线照射时，电流表指针发生偏转．将滑动变阻器滑片向右移动的过程中，电流表的示数不可能________(选填“减小”、“增大”)．如果改用频率略低的紫光照射，电流表______(选填“一定”“可能”或“一定没”)有示数．(2)当用光子能量为5 eV的光照射到光电管上时，测得电流表上的示数随电压变化的图象如图乙所示．则光电子的最大初动能为________ J，金属的逸出功为______ J.答案(1)减小可能(2)3.2×10－19 4.8×10－19解析(1)AK间所加的电压为正向电压，光电子在光电管中加速，滑动变阻器滑片向右移动的过程中，若光电流达到饱和，则电流表示数不变，若光电流没达到饱和电流，则电流表示数增大，所以滑动变阻器滑片向右移动的过程中，电流表的示数不可能减小，紫光照射不一定能发生光电效应，所以电流表可能有示数．(2)由题图乙可知，当该装置所加的电压为反向电压，当电压为－2 V时，电流表示数为0，得光电子的最大初动能为2 eV，根据光电效应方程E km＝hν－W0得W0＝3 eV＝4.8×10－19 J.针对训练关于光电效应，以下说法正确的是( )A．光电子的最大初动能与入射光的频率成正比B．光电子的最大初动能越大，形成的光电流越强C．能否产生光电效应现象，取决于入射光光子的能量是否大于金属的逸出功D．用频率是ν1的绿光照射某金属发生了光电效应，改用频率是ν2的黄光照射该金属一定不发生光电效应答案 C解析由光电效应方程知，光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大，但不是成正比关系，A错．光电流的强度与入射光的强度成正比，与光电子的最大初动能无关，B错．用频率是ν1的绿光照射某金属发生了光电效应，改用频率是ν2的黄光照射该金属不一定不发生光电效应，能发生光电效应的条件是入射光光子的能量要大于金属的逸出功，D错，C对．三、用图象表示光电效应的规律1．E k－ν图象根据爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0，光电子的最大初动能E k是入射光频率ν的一次函数，图象如图2所示．其横轴截距为金属的极限频率νc，纵轴截距是金属的逸出功的负值，斜率为普朗克常量h.图2图32．I －U 图象光电流强度I 随光电管两极间电压U 的变化图象如图3所示，图中I m 为饱和光电流，U c 为遏止电压．利用12m e v m 2＝eU c 可得光电子的最大初动能．图43．U c －ν图象遏止电压与入射光频率ν的关系图象如图4所示：图中的横轴截距νc 为截止频率．而遏止电压U c 随入射光频率的增大而增大．例3 用不同频率的光分别照射钨和锌，产生光电效应，根据实验可画出光电子的最大初动能E k 随入射光频率ν变化的E k －ν图线．已知钨的逸出功是2.84 eV ，锌的逸出功为3.34 eV ，若将二者的图线画在同一个E k －ν坐标系中，则正确的图是( )答案 A解析根据光电效应方程E k ＝h ν－W 0可知，E k －ν图象的斜率为普朗克常量h ，因此图中两线应平行，故C 、D 错误；图线与横轴的交点表示恰能发生光电效应(光电子动能为零)时的入射光频率即极限频率，由光电效应方程可知，逸出功越大的金属对应的入射光的极限频率越高，所以能使金属锌发生光电效应的极限频率较高，所以A 正确，B 错误．四、波粒二象性的理解 1．光的波粒二象性(1)光的干涉、衍射、偏振说明光具有波动性，光电效应现象、康普顿效应则证明光具有粒子性，因此，光具有波粒二象性，对于光子这样的微观粒子只有从波粒二象性出发，才能统一说明光的各种行为．(2)大量光子产生的效果显示出光的波动性，少数光子产生的效果显示出粒子性，且随着光的频率的增大，波动性越来越不显著，而粒子性却越来越显著．2．实物粒子(如：电子、质子等)都有一种波与之对应(物质波的波长λ＝h p，频率ν＝εh)．3．物质波与光波一样都属于概率波．概率波的实质：是指粒子在空间分布的概率是受波动规律支配的．例4 (多选)关于光的波粒二象性，正确的说法是( ) A ．光的频率越高，光子的能量越大，粒子性越显著 B ．光的波长越长，光的能量越小，波动性越显著C ．频率高的光子不具有波动性，波长较长的光子不具有粒子性D ．个别光子产生的效果往往显示粒子性，大量光子产生的效果往往显示波动性答案 ABD解析光具有波粒二象性，但在不同情况下表现不同，频率越高，波长越短，粒子性越明显，反之波动性越明显，个别光子易显示粒子性，大量光子易显示波动性，故选项A 、B 、D 正确．1．能引起人的眼睛视觉效应的最小能量为10－18J ，已知可见光的平均波长约为0.6 μm ，普朗克常量h ＝6.63×10－34J·s，则进入人眼的能量子数至少为( )A ．1个B ．3个C ．30个D ．300个答案 B解析可见光的平均频率ν＝cλ，能量子的平均能量为ε＝h ν，引起视觉效应时E ＝n ε，联立可得n ≈3，B 正确．2．(多选)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 ．频率超过极限频率的入射光，光照强度越弱，所产生的光电子的最大初动能就越小D ．频率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答案 AD解析根据光电效应规律可知A 正确，B 错误．根据光电效应方程E k ＝h ν－W 0知，频率ν越高，光电子的最大初动能就越大，C 错误，D 正确．3．(多选)如图5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( )图5A ．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ν02时，产生的光电子的最大初动能为E2答案 ABC解析由爱因斯坦光电效应方程E k ＝h ν－W 0知，当ν＝0时－W 0＝E k ，故W 0＝E ，A 项对；而E k ＝0时，h ν＝W 0即W 0＝h ν0，B 项对；入射光的频率为2ν0时产生的光电子的最大初动能E km ＝2h ν0－h ν0＝h ν0＝E ，C 项对；入射光的频率为ν02时，不会发生光电效应，D 错． 4．(多选)现代物理学认为，光和实物粒子都具有波粒二象性，下列事实中突出体现波动性的是( )A ．一定频率的光照射到锌板上，光的强度越大，单位时间内锌板上发射的光电子就越多B ．肥皂液是无色的，吹出的肥皂泡却是彩色的C ．质量为10－3kg 、速度为10－2m/s 的小球，其德布罗意波长约为10－28m ，不过我们能清晰地观测到小球运动的轨迹D ．人们常利用热中子研究晶体的结构，因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距大致相同答案 BD解析光子照到锌板上，发生光电效应，说明光有粒子性，A 不正确；白光在肥皂泡上发生薄膜干涉时，会出现彩色条纹，光的干涉现象说明了光有波动性，B 正确；由于小球的波长很小，波动性不明显，表现为粒子性，C 不正确；用热中子研究晶体结构，其实是通过中子的衍射来“观察”晶体的，是利用中子的波动性，D 正确．5．已知金属铯的极限波长为0.66 μm ，用0.50 μm 的光照射铯金属表面发射光电子的最大初动能为多少焦耳？铯金属的逸出功为多少焦耳？(普朗克常量h ＝6.63×10－34J·s)答案 9.6×10－20J 3×10－19J解析金属铯发生光电效应的极限频率ν0＝cλ0.金属铯的逸出功W＝hν0＝hcλ0＝6.63×10－34×3×1080.66×10J≈3×10－19 J. 由光电效应方程E k＝hν－W0＝h cλ－hcλ0＝hc(1λ－1λ0)＝6.63×10－34×3×108×(10.50×10－6－10.66×10－6)J≈9.6×10－20 J.。

人教版选修3-5第17章《波粒二象性》

人教版选修3-5第17章《波粒二象性》一、程标准a)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及其意义。

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。

b)活动建议阅读有关微观世界的科普读物，写出读书体会。

从课程标准中的行为动词可以看出，教学设计中要求我们突出主线、突出思路，而不去究深。

要求教学中重视物理学史、突出研究过程和物理图景的构建、做好实验、组织好分组讨论、指导思辨理清线索、用好比较法、提高学生科学素养。

二、课时分配建议第一单元1、能量量子化：物理学的新纪元1学时第二单元2、科学的转折：光的粒子性2学时第三单元3、崭新的一页：粒子的波动性2学时4、概率波1学时5、不确定性关系1学时三、各节教学设计（一）能量量子化：物理学的新纪元1学时1、教材分析本节的重点是对黑体辐射能量在不同温度下与波长的关系的研究，得出了辐射能量的不连续性，提出了能量量子化假说。

教材着重介绍了研究不同温度下黑体辐射强度与波长关系时，经典理论结果与实验事实之间产生的矛盾：维恩公式在短波区与实验几乎一致，而在长波区则偏离很大；瑞利公式在长波区与实验几乎一致，而在短波区出现了“紫外灾难”。

为了解决此矛盾，德国物理学家普朗克认为黑体辐射的能量是不连续的，是能量子ε的整数倍关系，即能量量子化。

对于这部分内容，教材是按历史的发展展开的，．目的是使学生能从前辈大师的工作中体会科学探究。

应该看到，前人科学探究的历史是科学方法与科学精神教育的好素材。

2、教学建议教学中宜突出线索，不在黑体概念上做文章，发挥学生学习的自主性。

可以采用问题引导、学生自学、梳理思路、讨论合作的形式组织课堂教学。

物理课堂精人教3-5全国通用教师用书：第十七章 波粒二象性 章 末 小 结1 含答案