人教版高中物理选修3-5第17章《光的波粒二象性》知识点总结
人教版物理选修3-5课件：第17章波粒二象性3粒子的波动性
2．在中子衍射技术中，常利用热中子研究晶体的结
构，因为热中子的德布罗意波波长与晶体中原子间距相
近，已知中子质量 m＝1.67×10－27 kg，普朗克常量 h＝
6.63×10－34 J·s，可以估算德布罗意波波长 λ＝1.82×10
－10 m 的热中子动能的数量级为( )
A．10－17 J
B．10－19 J
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 项正确，D 项错误．
答案：C
知识点二 粒子的波动性及物质波
提炼知识
1．粒子的波动性．
(1)德布罗意波．
任何一个运动着的物体，都有一种波与它相对应，
这种波叫物质波，也称为德布罗意波．
h
ε
(2)物质波的波长、频率关系式：λ＝_p__，ν＝__h__．
知，电子的物质波的波长比原子尺寸小得多，它的动量
应很大，即速度很大，选项 A 正确，选项 B 错误；
由信息“利用 X 射线或中子束得到晶体的衍射图 样”及发生衍射现象的条件可知，中子的物质波或 X 射 线的波长与原子尺寸相当，选项 D 正确，选项 C 错误．
答案：AD
(多选)如图实验中，深入地揭示了光的粒子性一面的 有( )
C．10－21 J
D．10－24 J
解析：由 λ＝hp，Ek＝12mv2＝12mmp 2＝21mhλ2，代入 数据得 Ek＝4.0×10－21 J.
答案：C
典型问题——波粒二象性的实验探究 研究波粒二象性有很多经典实验，以这些实验为背 景设计的问题属于信息给予题，解决此类问题的关键是 通过阅读题目，提取有用信息，结合所掌握知识来做出 正确的判断和计算．
(2)惠更斯的波动说：以惠更斯为代表的少数物理学 家认为，光是一种波动，类似于机械波．波动说能解释 牛顿微粒说不能解释的一些光现象，干涉、衍射现象的 出现，波动理论得以发展．
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本页仅作为文档页封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March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。
最新人教版高中物理选修3-5第十七章《波粒象性》本概览
第十七章 波粒二象性
本章概览
三维目标
正确理解黑体与黑体辐射的概念，并能解释黑体辐射实验所反映出的实验规律，知道能量子的概念及其值的大小：ε=hν.体会一切科学真理都来自于实验.
正确理解光电效应以及光电流产生的条件和影响因素；知道金属的极限频率的含义以及光电流的遏止电压和光电子的最大初动能.并能运用光电效应解释一些有关的物理现象. 掌握能量的量子化假说和光子假说，能运用这一假说来解释光电效应；知道光电效应方程：hν=22
1mv +W 理解康普顿效应产生的原因：掌握爱因斯坦光子假说中光子动量的公式：λh
p =，并
能运用其解释康普顿效应.
认识光的本质特性，理解光的波粒二象性，了解哪些事实证明了光具有波动性，哪些事实证明了光具有粒子性.提高观察实验的能力并能从实验中归纳、概括物理概念与规律的能力.
能明确理解粒子的波动性——德布罗意波的含义，及电子云和不确定关系的内容. 知识网络
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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。
最新人教版高中物理选修3-5第十七章《波粒二象性》
第十七章 波粒二象性知识建构专题应用专题一 光电效应规律及应用1．光电效应现象中的“几个关系”：2．“光电子的动能”可以介于0～12m e v 2的任意值，只有从金属表面逸出的光电子才具有最大初动能，且随入射光频率增大而增大。
3．“入射光强度”指的是单位时间内入射到金属表面单位面积上的光子的总能量，在入射光频率ν不变时，入射光的强度正比于单位时间内照到金属表面单位面积上的光子数，若入射光频率不同，即使入射光的强度相同，单位时间内照到金属表面单位面积上的光子数也不相同，因而从金属表面逸出的光电子数也不相同(形成的光电流也不相同)。
【例题1】 由爱因斯坦光电效应方程可以画出光电子的最大初动能和入射光的频率的关系，如图所示，以下说法正确的是( )。
A ．νc 表示极限频率B ．W 0的绝对值等于逸出功C ．直线的斜率表示普朗克常量h 的大小D ．图线表明最大初动能与入射光频率成正比专题二 对光的波粒二象性的进一步认识1．大量光子产生的效果显示出波动性，比如干涉、衍射现象中，如果用强光照射，在光屏上立刻出现了干涉、衍射条纹，波动性体现了出来；个别光子产生的效果显示出粒子性。
如果用微弱的光照射，在屏上就只能观察到一些分布毫无规律的光点，粒子性充分体现；但是如果微弱的光在照射时间加长的情况下，在感光底片上的光点分布又会出现一定的规律性，倾向于干涉、衍射的分布规律。
这些实验为人们认识光的波粒二象性提供了良好的依据。
2．光子和电子、质子等实物粒子一样，具有能量和动量。
和其他物质相互作用时，粒子性起主导作用。
3．光子的能量与其对应的频率成正比，而频率是波动性特征的物理量，因此ε＝hν，揭示了光的粒子性和波动性之间的密切联系。
4．对不同频率的光，频率低、波长长的光，波动性特征显著；而频率高、波长短的光，粒子性特征显著。
5．光在传播时体现出波动性，在与其他物质相互作用时体现出粒子性。
【例题2】 关于光的波粒二象性的说法中，正确的是( )。
高中物理选修3-5波粒二象性知识点总结
⾼中物理选修3-5波粒⼆象性知识点总结 波粒⼆象性是⾼考常考的内容，也是⾼中物理选修3-5课本中的重要知识点，下⾯是店铺给⼤家带来的⾼中物理波粒⼆象性知识点，希望对你有帮助。
⾼中物理选修3-5波粒⼆象性知识点 ⼀、能量量⼦化 1、量⼦理论的建⽴：1900年德国物理学家普朗克提出振动着的带电微粒的能量只能是某个最⼩能量值ε的整数倍，这个不可再分的能量值ε叫做能量⼦ ε= hν h为普朗克常数(6.63×10-34J.S) 2、⿊体：如果某种物体能够完全吸收⼊射的各种波⻓电磁波⽽不发⽣反射，这种物体就是绝对⿊体，简称⿊体。
3、⿊体辐射：⿊体辐射的规律为：温度越⾼各种波⻓的辐射强度都增加，同时，辐射强度的极⼤值向波⻓较短的⽅向移动。
(普朗克的能量⼦理论很好的解释了这⼀现象) ⼆、科学的转折光的粒⼦性 1、光电效应(表明光⼦具有能量) (1)光的电磁说使光的波动理论发展到相当完美的地步，但是它并不能解释光电效应的现象。
在光(包括不可⻅光)的照射下从物体发射出电⼦的现象叫做光电效应，发射出来的电⼦叫光电⼦。
(实验图在课本) (2)光电效应的研究结果： 新教材：①存在饱和电流，这表明⼊射光越强，单位时间内发射的光电⼦数越多;②存在遏⽌电压：;③截⽌频率：光电⼦的能量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能发⽣光电效应;④效应具有瞬时性：光电⼦的发射⼏乎是瞬时的，⼀般不超过10-9s。
⽼教材：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，才能产⽣光电效应;低于这个频率的光不能产⽣光电效应;②光电⼦的最⼤初动能与⼊射光的强度⽆关，只随着⼊射光频率的增⼤⽽增⼤;③⼊射光照到⾦属上时，光电⼦的发射⼏乎是瞬时的，⼀般不超过10-9s;④当⼊射光的频率⼤于极限频率时，光电流的强度与⼊射光的强度成正⽐。
(3)光电管的玻璃泡的内半壁涂有碱⾦属作为阴极K(与电源负极相连)，是因为碱⾦属有较⼩的逸出功。
人教版高中物理选修3-5第17章《光的波粒二象性》知识点总结
第十七章：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 。
物理选修3-5人教新课标第十七章波粒二象性精品课件汇总
• 2－1
在单缝衍射实验中，中央亮纹的光强
占整个从单缝射入的光强的 95% 以上，假设
现在只让一个光子通过单缝，那么该光子
( • ) A．一定落在中央亮纹处
•
B．一定落在亮纹处
16
•解析： 大量光子的行为显示出波动性，当 大量光子通过单缝时光子落在亮纹处的概 率较大，尤其是中央亮纹处，依题将有95%
与光子不同．
4
• •
二、光子说 1 ． 量子论 ： 1900 年德国物理学家普朗
克提出：电磁波的发射和吸收是不连
• 续的，而是一份一份的，每一份电 磁波的能量E＝hν.
5
• 光电效应中入射光强度、频率的影响情况 •（1） 入射光频率→决定光子能量→决定光
电子最大初动能.
•（2）入射光强度→决定单位时间内接收的光
•
B ．当用频率为 2ν0 的单色光照射该金属 •解析： 由光电效应方程 hν ＝ hν0 ＋ Ekm 知，
时，所产生的光电子的最大初动能为hν0 当入射光频率为 2ν0 时，一定能产生光电子，
• 其最大初动能 C ．当照射光的频率 ν 大于 ν0＝ 时，若 ν 增大， E ＝ hν － hν 2hν － hν 8＝
6
• (1)光电效应中的光包括不可
见光．如：紫外线等． • (2)光电效应的实质:光现象→ • (4) 由图象可以得到的物理 电现象. 量 • Ekm－ν曲线 • ① 极限频率：图线与 ν 轴交 • (3)直线(如图2－1)
7
• 1 ．已知能使某金属产生光电效应的极限频
率为ν0 ，则( • )
A ．当用频率为 2ν0 的单色光照射该金属 时，一定能产生光电子
最新人教版高中物理选修3-5第十七章《波粒象性》本综述
第十七章波粒二象性本章综述本章以量子理论的发展线索展开.学习的重点是普朗克量子假设及其意义、光电效应实验和爱因斯坦光电效应方程、光和实物粒子的波粒二象性，学会认识微观世界的思想方法.难点主要是能量量子化、光与实物粒子的波粒二象性等概念的建立.学习的难点是光电效应的实验规律的理解、遏止电压、截止频率、逸出功、爱因斯坦光电效应方程的应用、光子的动量、粒子的波动性、概率波、不确定性关系.由于量子理论远离同学们的生活经验，涉及微观世界粒子的行为，难以用传统的思想和观念理解和想象，因此，在学习中产生的疑惑会很多.本章内容涉及微观世界中的量子化现象，是认识微观世界的基础，量子化的观念和用概率描述运动粒子的方法是探究微观领域的基本思想方法，为进一步学习原子结构提供理论依据，有助于全面、正确地认识物质世界.为更好地认识微观世界提供思想方法，为学习下一章原子结构提供理论依据.光子与电子的相互作用过程可以类比为完全弹性碰撞，遵循动量守恒和能量守恒；光既具有波动性，又具有粒子性，光是一种概率波，所以本章内容与动量、能量、光的波动性有着密切的联系.通过量子理论的发展进程，展示物理学家构建理论的曲折历程，可以多侧面反映物理学家的真实风采，学习他们勇于接受未知世界奇异现象的挑战，敢于摆脱传统观念的束缚的科学态度，激发探究未知领域的学习激情.重视自主经历探究过程，通过传统观念与实验现象的矛盾引入新的理论，注重实验探究和分析论证相结合，重视过程和方法的教育.量子化观念、用概率描述粒子的运动是正确认识物质世界所必须具备的思想方法.学习本章前应注意复习光的干涉和衍射、弹性碰撞、物质结构等知识.学习中要特别注意两点：第一，从可以直接感知的实验现象经过推理得到不能直接感知的微观结构和微观粒子的运动规律；第二，在思想上要建立诸如能量量子化、光与实物粒子的波粒二象性以及用概率描述粒子运动等新的观念.本章的学习采用科学探究、独立思考、交流讨论、归纳总结等方式会取得较好的效果.。
【经典】实验小学高中物理选修3-5第17章《光的波粒二象性》知识点总结
第十七章：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：随着温度的升高，任意波长的辐射强度都加强随着温度的升高，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h。
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h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：0W 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 。
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。
高中物理选修3-5第十七章第345节波粒二象性、概率波、不确定性关系知识清单
1．对物质波的理解
(1)任何物体，小到电子、质子，大到行星、太阳都存在波动性，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．
(2)粒子在空间各处出现的几率受统计规律支配，不要以宏观观点中的波来理解德布罗意波．
(3)德布罗意假说是光子的波粒二象性的一种推广，使之包括了所有的物质粒子，即光子与实物粒子都具有粒子性，又都具有波动性，与光子对应的波是电磁波，与实物粒子对应的波是物质波．
2．计算物质波波长的方法
(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 ＝mv .
(2)根据波长公式λ＝h p
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．光子的能量：ε＝hν，动量p ＝h λ
；微观粒子的动能：E k ＝12
mv 2，动量p ＝mv . 考查德布罗意波的波长计算时．一般先求出动量，再由公式λ＝h p
求德布罗意波的波长．注意将各物理量统一采用国际制单位．。
高二物理第十七章 波粒二象性 第1~5节人教实验版知识精讲
高二物理第十七章 波粒二象性 第1~5节人教实验版【本讲教育信息】一. 教学内容：选修3—5第十七章 波粒二象性第一节 能量量子化：物理学的新纪元第二节 科学的转折：光的粒子性第三节 崭新的一页：粒子的波动性第四节 概率波第五节 不确定性关系二. 重点、难点解析1. 光电效应的规律〔1〕光电效应是单个光子和单个电子之间的相互作用产生的。
金属中的某个电子只能吸收一个光子的能量，只有当吸收的能量足够抑制原子核的引力而逸出时，才能产生光电效应，而光子的能量与光的频率有关，由此可解释光电效应的瞬时性和存在极限频率的原因。
〔2〕“光电子的动能〞可以介于0～E km 的任意值，只有从金属外表逸出的光电子才具有最大初动能，且随入射光频率增大而增大。
〔3〕“入射光强度〞，指的是单位时间内入射到金属外表单位面积上的光子的总能量，在入射光频率ν不变时，光强正比于单位时间内照到金属外表单位面积上的光子数，但假设入射光频率不同，即使光强一样，单位时间内照到金属外表单位面积上的光子数也不一样，因而从金属外表逸出的光电子数也不一样〔形成的光电流也不一样〕。
2. 光的波粒二象性的理解、物质波的理解〔1〕光的粒子性并不否认光的波动性。
现在提到的波动性和粒子性与17世纪提出的波动说和粒子说不同。
当时的两种学说是相互对立的，都企图用一种观点去说明光的各种“行为〞。
并否认对方观点。
这是由于受传统观念的影响，这些传统观念是人们观察周围的宏观物体形成的。
波动性与粒子性在宏观世界中是相互对立的、矛盾的，但对光子就不同了，光子属于微观粒子，光具有波粒二象性。
〔2〕对于光子这样的微观粒子，只有从波粒二象性的角度出发。
才能统一说明光的各种“行为〞。
光子说并不否认光的电磁说。
按光子说，光子的能量h εν=，其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光子的动量以与光速都得到一致的结论。
可见光确实既具有波动性，也具有粒子性。
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波粒二象性
波粒二象性一、知识点总结1、光电效应①光电效应现象：在弧光灯的照射下，锌板中有一部分电子吸收了光能，挣脱了原子核的束缚，飞离金属表面，使锌板带上正电。
②光电效应定义：物体在光（包括不可见光）的照射下发射电子的现象称为光电效应。
③光电子：物体在光的照射下发射出来的电子。
④当入射光的频率大于极限频率时，光电流强度与入射光的强度成正比。
（光强即光电强度，简单来说就是电子个数多少）。
⑤锌板带正电，验电器指针带正电。
2、光电管：利用光电效应制成的一种常见的光电器件。
①用途：光电管应用在各种自动化装置及有声电影、无线电传真、光纤通信等技术装置里。
②原理：光电管的阴极表面敷有碱金属，对电子的束缚能力比较弱，在光的照射下容易发射电子，阴极发出的电子被阳极收集，在回路中形成电流，称为光电流。
注意：①光电管两极加上正向电压，可以增强光电流。
②光电流的大小跟入射光的强度和正向电压有关，与入射光的频率无关。
入射光的强度越大，光电流越大。
3、发生光电效应的条件：这个频率的光，无论光强怎样大，也不能产生光电效应。
极限频率对于的波长称为极限波长。
波长则相反，要小于极限波长才可以产生光电效应。
4、最大初动能：光电效应中从金属出来的电子，有的从金属表面直接飞出，有的从内部出来，沿途与其它粒子碰撞，损失部分能量，因此电子速度会有差异，直接从金属表面飞出的速度最大，其动能为最大初动能。
5、最大初动能的测定：①在强度和频率一定的光的照射下，回路中的光电流随着反向电压的增加而减小，当反向电压达到某一数值时，光电流将会减小到零，这时的电压称为遏止电压U 0 ②光电子出射时的最大初始动能：02max 21eU mv ③遏止电压与入射光的强度无关，与入射光的频率有关，随着入射光频率的增大而增大。
注意：光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随着入射光频率的增大而增大。
6、波动理论无法解释的现象：①不论入射光的频率多少，只要光强足够大，总可以使电子获得足够多的能量，从而产生光电效应，实际上如果光的频率小于金属的极限频率，无论光强多大，都不能产生光电效应。
高中物理 第十七章 波粒二象性 2 光的粒子性 3 粒子的波动性素材 新人教版选修35
2 光的粒子性3 粒子的波动性考点核心整合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.（4）光的电磁本性麦克斯韦的电磁理论预见了电磁波的存在，赫兹用实验证明了电磁波理论的正确性. 由于光波和电磁波都为横波、传播都不需要介质、在真空中传播速度相同（皆以光速c=3×108 m/s的速度传播），人们很自然地认为光波为电磁波.电磁波的频率范围很广，光波只是电磁波的一个小小的分支，不同电磁波的产生机理不同，且有不同的作用效果.将电磁波按一定的顺序排列即形成电磁波谱.其中的光谱，按成因可分为发射光谱和吸收光谱，发射光谱又分为连续光谱和明线光谱.可用于光谱分析的是原子特征谱线——明线光谱和吸收光谱.2.光的粒子性（1）光电效应及其规律金属在光照射下发射电子的现象叫光电效应现象，其实验规律如下：①任何金属都存在极限频率，只有用高于极限频率的光照射金属，才会发生光电效应现象.②在入射光的频率大于金属极限频率的情况下，从光照射到逸出光电子，几乎是瞬时的，时间不超过10-9s.③光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大，与光强无关.④单位时间内逸出的光电子数与入射光的强度成正比.（2）光子说因光电效应的规律无法用光的波动理论解释，为解释光电效应规律，爱因斯坦提出了光量子说：光是一份一份的，每一份叫一个光量子，每个光量子的能量为E=hv.并给出光电效应方程：E km=hv-W.3.光的波粒二象性光在某些现象中显示波动性，在另外的现象中又显示粒子性，为说明光的全部性能，只能说光具有波粒二象性.大量光子的行为往往显示波动性，少数光子的行为往往显示粒子性；频率越低的光子波动性越强，频率越高的光子粒子性越强.。
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第十七章：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10-9
s 。
4、爱因斯坦的光电效应方程： 光电子的最大初动能等于入射光光子的能量减逸出功 即：W h E K -=ν
可见“光电子的最大初动能”与入射光的强度无关，只与入射光频率有关，图象如下图
5、光电效应现象所用到的公式如下：
0W E hv k += c k eU E = 00νh W =
6、光电效应方程对光电效应现象的解释如下
①在入射光频率一定的情况下，饱和光电流的大小与入射光的强度成正比，也就是 单位时间内被击出的光电子数与入射光的强度成正比。
②光电子的最大初动能与入射光的强度无关，而只与入射光的频率有关。
频率越高， 光电子的能量就越大。
③入射光的频率低于的光，无论光的强度如何，照射时间多长，都没有光电子发射。
④光的照射和光电子的释放几乎是同时的
例题：铝的逸出功是4.2eV ，现在将波长200nm 的光照射铝的表面。
（1）求光电子的最大初动能
（2）求遏制电压
（3）求铝的截止频率
三、康普顿效应：
1、光子与石墨中的电子发生碰撞后，成分中出现
波长变长光子的现象。
2、对康普顿效应的解释：光子与石墨中的电子发生碰撞后，把一部分能量和动量传递给了电子。
因此，光子的能量和动量都要减小；又λνεC h
h == 所以在散射后光子成分中出现波长变长的光子。
3、意义：说明了光具有粒子性，同时说明了光子具有能量和动量。
四、光的波粒二象性
1、光子数目少时，易表现出粒子性；光子数目多时，易表现出波动性
2、波长越长，越易表现出波动性；波长越短，越易表现出粒子性
3、光子的能量νεh =、光子的动量λh P =
五、实物粒子的波粒二象性——实物粒子的波动性
1、德布罗意波（物质波）：
任何运动的实物粒子都有一种波长与之对应：P h =λ 任何粒子都有一种频率与之对应：h ε
ν=
2、实物粒子（电子、质子、中子、分子等）波动性和实验验证
科学家在实验室里，用晶体做了电子束衍射（波的特性）实验，
得到了电子束的衍射图样，从而证明了实物粒子也具有波动性。
（如图）
六、概率波：光波和物质波都是概率波
实验规律：
用光和实物粒子做干涉实验，减小入射强度，让光子或粒子一个一个地通过双缝，照射时间较短时（入射光子或粒子数较少）得到甲图的干涉图样（光子或粒子打到屏上的位置没有规律，充分说明了粒子数少时易表现出粒子性）；当照射时间逐渐增加，图象由乙逐渐变成丙图（出现了近波动特征的明暗相间的条纹，充分说明了粒子数多时易表现出波动性） 说明：
1、并非所有光子或粒子只打到亮条纹处，也有打到暗纹处的，只是打到亮纹处的粒子概率 较大——光波和实物波都是概率波。
2、光（或实物粒子）的波动性，是光子（或粒子）本身的属性，不是由光子（或粒子）间 的作用引起的
七、不确定性关系
粒子的位置与动量不可同时被确定，位置的不确定性与动量的不确定性遵守
不等式π4h ≥∆•∆p x ,其中h 为普朗克常量。