新人教版高中物理选修学案第十七章
人教版高中物理选修3-5学案：第十七章学案3、4、5
3 粒子的波动性4 概率波5 不确定性关系[学习目标] 1.知道光的波粒二象性，理解其对立统一的关系.2.了解德布罗意波和概率波，知道它们都遵循统计规律.3.会用不确定性关系的公式分析简单问题．一、光的波粒二象性[导学探究] (1)什么现象体现出了光的波动性？什么现象体现了光的粒子性？(2)光的波动性和粒子性矛盾吗？答案 (1)大量光子在传播过程中显示出波动性，比如干涉和衍射．当光与物质发生作用时，显示出粒子性，如光电效应、康普顿效应．(2)不矛盾，光具有波粒二象性．[知识梳理]1．光的波粒二象性(1)光的干涉和衍射现象说明光具有波动性，光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性．(2)光子的能量ε＝hν，光子的动量p ＝h λ. (3)光既具有波动性，又具有粒子性，即光具有波粒二象性．2．对光的波粒二象性的理解(1)大量光子产生的效果显示出波动性；个别光子产生的效果显示出粒子性．(填“大量”或“个别”)(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；在光的传播过程中，光子在空间各点出现的可能性的大小(概率)，由波动性起主导作用，因此称光波为概率波．(填“粒子”或“波动”)(3)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．(4)光子的能量与其对应的频率成正比，而频率是描述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．[即学即用] 有关光的本性，下列说法正确的是( )A ．光既具有波动性，又具有粒子性，这是互相矛盾和对立的B ．光的波动性类似于机械波，光的粒子性类似于质点C ．光只有波动性，无粒子性D ．由于光既具有波动性，又具有粒子性，无法只用其中一种去说明光的一切行为，只能认为光具有波粒二象性答案 D解析 19世纪初，人们成功地在实验室中观察到了光的干涉、衍射现象，这属于波的特征，微粒说无法解释这些现象；但19世纪末又发现了光电效应，这种现象波动说不能解释，证明光具有粒子性，因此，光既具有波动性，又具有粒子性，但光不同于宏观的机械波和粒子，波动性和粒子性是光在不同的情况下的不同表现，是两个不同侧面，不同属性，我们无法只用其中一种去说明光的一切行为，只能认为光具有波粒二象性，选项D 正确．二、物质波 概率波[导学探究] 德布罗意认为任何运动着的物体均具有波动性，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．[知识梳理] 对物质波的认识1．任何运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波与它相对应，这种波叫物质波，又叫德布罗意波．物质波波长、频率的计算公式为λ＝h p ，ν＝εh. 2．我们之所以看不到宏观物体的波动性，是因为宏观物体的动量太大，德布罗意波长太小的缘故．3．德布罗意假说是光的波粒二象性的推广，即光子和实物粒子都既具有粒子性又具有波动性，即具有波粒二象性．与光子对应的波是电磁波，与实物粒子对应的波是物质波．4．物质波的实验验证(1)1927年戴维孙和汤姆孙分别利用晶体做了电子束衍射的实验，从而证实了电子的波动性．(2)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＝h p关系同样正确． 5．物质波也是一种概率波．[即学即用] (多选)根据物质波理论，以下说法中正确的是( )A ．微观粒子有波动性，宏观物体没有波动性B ．宏观物体和微观粒子都具有波动性C ．宏观物体的波动性不易被人观察到是因为它的波长太长D ．速度相同的质子和电子相比，电子的波动性更为明显答案 BD解析 一切运动的物体都有一种物质性与它对应，所以宏观物体和微观粒子都具有波动性，A 错误，B 正确；宏观物体的物质波波长很短，不易观察到它的波动性，C 错误；速度相同的质子与电子相比，电子质量小，由λ＝h p ＝h m v知电子的物质波波长更长，所以电子的波动性更明显，D 正确．三、不确定性关系[知识梳理]1．微观粒子运动的基本特征：不再遵守牛顿运动定律，不可能同时准确地知道粒子的位置和动量，不可能用“轨迹”来描述粒子的运动，这种关系叫做不确定性关系．微观粒子的运动状态只能通过概率做统计性的描述．2．单缝衍射现象中，粒子在挡板左侧的位置是完全不确定的，即通过挡板前粒子的位置具有不确定性，粒子通过狭缝后，在垂直原来运动方向的动量是不确定的，即通过挡板后粒子的动量具有不确定性．3．微观粒子运动的位置不确定量Δx和动量的不确定量Δp的关系式为Δx·Δp≥h4π，其中h是普朗克常量．4．不确定性关系告诉我们，如果要更准确地确定粒子的位置(即Δx更小)，那么动量的测量一定会更不准确(即Δp更大)，也就是说，不可能同时准确地知道粒子的位置和动量，也不可能用“轨迹”来描述粒子的运动．[即学即用]从衍射的规律可以知道，狭缝越窄，屏上中央亮条纹就越宽，由不确定性关系ΔxΔp≥h4π，判断下列说法正确的是()A．入射的粒子有确定的动量，射到屏上粒子就有准确的位置B．狭缝的宽度变小了，因此粒子的不确定性也变小了C．更窄的狭缝可以更准确地测得粒子的位置，但粒子动量的不确定性却更大了D．可以同时确定粒子的位置和动量答案 C解析由ΔxΔp≥h4π知，狭缝变小了，即Δx减小了，Δp变大，即动量的不确定性变大，故C正确，A、B、D错误.一、对光的波粒二象性的认识例1(多选)对光的认识，以下说法中正确的是()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．高频光是粒子，低频光是波C．光表现出波动性时，就不具有粒子性了；光表现出粒子性时，就不再具有波动性了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，在另外某种场合下，光的粒子性表现明显解析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；光与物质相互作用，表现为粒子性，光的传播表现为波动性，光的波动性与粒子性都是光的本质属性，频率高的光粒子性强，频率低的光波动性强，光的粒子性表现明显时仍具有波动性，因为大量粒子的个别行为呈现出波动规律，故正确选项为A 、D.答案 AD总结提升1．理解光的波粒二象性是光的本性．2．知道哪些现象体现出光的波动性，哪些现象体现出光的粒子性．二、对物质波的理解例2 下列关于德布罗意波的认识，正确的解释是( )A ．光波是一种物质波B ．X 光的衍射证实了物质波的假设是正确的C ．电子的衍射证实了物质波的假设是正确的D ．宏观物体运动时，看不到它的衍射或干涉现象，所以宏观物体不具有波动性解析 宏观物体由于动量太大，德布罗意波长太小，所以看不到它的干涉、衍射现象，但仍具有波动性，D 项错；X 光是波长极短的电磁波，是光子，它的衍射不能证实物质波的存在，B 项错．只有C 项正确．答案 C例3 电子经电势差为U ＝200 V 的电场加速，电子质量m 0＝9.1×10－31 kg ，求此电子的德布罗意波长．解析 已知12m 0v 2＝E k ＝eU p ＝h λE k ＝p 22m 0所以λ＝h 2m 0E k ＝h 2em 0U把U ＝200 V ，m 0＝9.1×10－31 kg ，代入上式解得λ≈8.69×10－2 nm. 答案 8.69×10－2 nm 归纳总结德布罗意波长的计算(1)首先计算物体的速度，再计算其动量．如果知道物体动能也可以直接用p ＝2mE k 计算其动量．(2)再根据λ＝h p计算德布罗意波长． (3)需要注意的是：德布罗意波长一般都很短，比一般的光波波长还要短，可以根据结果的数量级大致判断结果是否合理．三、对概率波的理解例4 (多选)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；如果曝光时间足够长，底片上就出现了规则的干涉条纹，对这个实验结果下列认识正确的是( )A ．曝光时间不长时，光子的能量太小，底片上的条纹看不清楚，故出现不规则的点B ．单个光子的运动表现出波动性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波动性解析 光是一种概率波，对于一个光子通过单缝落在何处，是不确定的，但概率最大的是中央亮纹处，可达95%以上，还可能落到暗纹处，不过落在暗纹处的概率最小(注意暗纹处并非无光子到达)．故C 、D 选项正确．答案 CD归纳总结解决本题的关键是要明确对概率波的认识，知道概率波的规律就是统计规律，单个光子是不能确定落在哪个点上的，我们只能得到大量光子的落点区域．四、对不确定性关系的理解例5质量为10 g的子弹与电子的速率相同，均为500 m/s，测量准确度为0.01%，若位置和速率在同一实验中同时测量，试问它们位置的最小不确定量各为多少？(电子质量为m＝9.1×10－31kg，结果保留三位有效数字)解析测量准确度也就是速度的不确定性，故子弹、电子的速度不确定量为Δv＝0.05 m/s，子弹的动量的不确定量Δp1＝5×10－4 kg·m/s，电子动量的不确定量Δp2≈4.6×10－32 kg·m/s，由Δx≥h4πΔp，子弹位置的最小不确定量Δx1＝6.63×10－344×3.14×5×10－4m≈1.06×10－31 m，电子位置的最小不确定量Δx2＝6.63×10－344×3.14×4.6×10－32m≈1.15×10－3 m.答案 1.06×10－31 m 1.15×10－3 m规律总结理解不确定性关系时应注意的问题(1)对子弹这样的宏观物体，不确定量是微不足道的，对测量准确性没有任何限制，但对微观粒子却是不可忽略的．(2)在微观世界中，粒子质量较小，不能同时精确地测出粒子的位置和动量，也就不能准确地把握粒子的运动状态．1．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表现出粒子性答案 C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，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，其粒子性越显著，故选项C正确，D错误．2．(多选)在单缝衍射实验中，中央亮纹的光强占从单缝射入的整个光强的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C．可能落在暗纹处D．落在中央亮纹处的可能性最大答案CD解析根据光波是概率波的概念，对于一个光子通过单缝落在何处，是不确定的，但概率最大的是落在中央亮纹处．当然也可落在其他亮纹处，还可能落在暗纹处，不过，落在暗纹处的概率很小，故C、D选项正确．3．(多选)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，普朗克常量为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答案AB解析得到电子的衍射图样，说明电子具有波动性，A正确；由德布罗意波长公式λ＝h p而动量p ＝2mE k ＝2meU两式联立得λ＝h 2meU，B 正确； 由公式λ＝h 2meU可知，加速电压越大，电子的波长越小，衍射现象越不明显；用相同动能的质子替代电子，质子的波长小，其衍射现象不如电子的衍射现象明显．故C 、D 错误．4．(多选)关于不确定性关系Δx Δp ≥h 4π有以下几种理解，正确的是( ) A ．微观粒子的动量不可确定B ．微观粒子的位置不可确定C ．微观粒子的动量和位置不可同时确定D ．不确定关系不仅适用于电子和光子等微观粒子，也适用于宏观物体答案 CD解析 本题主要考查对不确定性关系Δx Δp ≥h 4π的理解，不确定性关系表示位置、动量的精度相互制约，此长彼消，当粒子的位置不确定性更小时，粒子动量的不确定性更大；反之亦然，故不能同时准确确定粒子的位置和动量，不确定性关系是自然界中的普遍规律，对微观世界的影响显著，对宏观世界的影响可忽略，故C 、D 正确．一、选择题(1～5为单选题，6～10为多选题)1．关于光子和运动着的电子，下列论述正确的是( )A ．光子和电子一样都是实物粒子B ．光子能发生衍射现象，电子不能发生衍射现象C ．光子和电子都具有波粒二象性D ．光子具有波粒二象性，而电子只具有粒子性答案 C解析 物质可分为两大类：一是质子、电子等实物；二是电场、磁场等，统称场．光是传播着的电磁场．根据物质波理论，一切运动的物体都具有波动性，故光子和电子都具有波粒二象性．综上所述，C 选项正确．2．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，其德布罗意波长小答案 C解析 由德布罗意假说知德布罗意波长λ＝h p，式中h 为普朗克常量，p 为运动物体的动量，可见p 越大，λ越小；p 越小，λ越大．故C 正确，A 、B 、D 错误．3．如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等，则它们的________也相等．( )A ．速度B ．动能C ．动量D ．总能量 答案 C解析 根据德布罗意波长公式p ＝h λ，因此选C. 4．关于物质波，下列说法正确的是( )A ．速度相等的电子和质子，电子的波长长B ．动能相等的电子和质子，电子的波长短C ．动量相等的电子和中子，中子的波长短D ．甲电子的速度是乙电子的3倍，甲电子的波长也是乙电子的3倍答案 A解析 由λ＝h p可知，动量大的波长短，电子与质子的速度相等时，电子动量小，波长长，A 正确；电子与质子动能相等时，由动量与动能的关系p ＝2mE k 可知，电子的动量小，波长长，B 错误；动量相等的电子和中子，其波长应相等，C 错误；如果甲、乙两电子的速度远小于光速，甲的速度是乙的三倍，甲的动量也是乙的三倍，则甲的波长应是乙的13，D 错误． 5．如图1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( )图1A ．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答案 D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现象，则证明光具有粒子性，所以该实验证明了光具有波粒二象性，D 正确．6．关于波的波粒二象性，说法正确的是( )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，粒子性越强，反之波动性明显，个别光子易显示粒子性，大量光子易显示波动性，故A、B、D正确．7．以下说法中正确的是()A．光波和物质波都是概率波B．实物粒子不具有波动性C．光的波动性是光子之间相互作用引起的D．光通过狭缝后在屏上形成明暗相间的条纹，光子在空间出现的概率可以通过波动规律确定答案AD解析光波和物质波都是概率波，可通过波动规律来确定，故A、D正确，B错误；光的波动性是光的属性，不是光子间相互作用引起的，C错误．8．电子的运动受波动性的支配，对于氢原子的核外电子，下列说法正确的是()A．氢原子的核外电子可以用确定的坐标描述它们在原子中的位置B．电子绕核运动时，可以运用牛顿运动定律确定它的轨道C．电子绕核运动的“轨道”其实是没有意义的D．电子轨道只不过是电子出现的概率比较大的位置答案CD解析微观粒子的波动性是一种概率波，对于微观粒子的运动，牛顿运动定律已经不适用了，所以氢原子的核外电子不能用确定的坐标描述它们在原子中的位置，电子的“轨道”其实是没有意义的，电子轨道只不过是电子出现的概率比较大的位置，综上所述，C、D正确．9．在单缝衍射实验中，从微观粒子运动的不确定性关系可知()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≥h4π知缝越宽，粒子位置的不确定性越大，则动量的不确定性越小，反之亦然，因此选项B、C正确．10．下表列出了几种不同物体在某种速度下的德布罗意波长和频率为1 MHz的无线电波的波长，根据表中数据可知()A.B．无线电波通常只能表现出波动性C．电子照射到金属晶体上能观察到它的波动性D．只有可见光才有波粒二象性答案ABC解析弹子球的波长相对太小，所以检测其波动性几乎不可能，A正确；无线电波波长较长，所以通常表现为波动性，B正确；电子波长与金属晶体尺度差不多，所以能利用金属晶体观察电子的波动性，C正确；由物质波理论知，D错误．二、非选择题11．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？答案(1)6.63×10－37 m(2)4.42×10－43 m (3)3.315×10－28 m/s解析(1)炮弹的德布罗意波长为λ1＝hp1＝hm v1＝6.63×10－345×200m＝6.63×10－37 m.(2)它以光速运动时的德布罗意波长为λ2＝hp2＝hmc＝6.63×10－345×3×108m＝4.42×10－43 m.(3)由λ＝hp3＝hm v3得v3＝hmλ＝6.63×10－345×400×10－9m/s＝3.315×10－28 m/s.12．已知h4π＝5.3×10－35 J·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.答案见解析解析(1)由Δx·Δp≥h得：球的速度测定的不确定量Δv≥h4πmΔx＝5.3×10－351.0×10－6m/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≥h4πm eΔx＝5.3×10－359.1×10－31×10－10m/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．。
人教版高二物理选修3-5第十七章 波粒二象性 第四节 概率波 学案学生版
人教版高二物理选修3-5第十七章波粒二象性第四节概率波学案学生版________可以由波动的规律确定。
对于大量粒子，这种概率分布导致确定的宏观结果，所以物质波也是_______。
二、课堂突破对概率波的进一步理解1．单个粒子运动的偶然性：我们可以知道粒子落在某点的概率，但不能确定落在什么位置，即粒子到达什么位置是随机的，是预先不确定的。
2．大量粒子运动的必然性：由波动规律，我们可以准确地知道大量粒子运动的统计规律，因此我们可以对宏观现象进行预言。
3．概率波体现了波粒二象性的和谐统一：概率波的主体是光子和实物粒子，体现了粒子性的一面；同时粒子在某一位置出现的概率受波动规律的支配，体现了波动性的一面。
所以说，概率波将波动性和粒子性统一在一起。
4．物质波也是概率波对于电子、实物粒子等其他微观粒子，同样具有波粒二象性，所以与它们相联系的物质波也是概率波。
也就是说，单个粒子位置是不确定的，具有偶然性；大量粒子运动具有必然性，遵循统计规律。
概率波将波动性和粒子性统一在一起。
【例题】（多选）在单缝衍射实验中，中央亮纹的光的强度占从单缝射入的整个光的强度的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C．可能落在暗纹处D．落在中央亮纹处的可能性最大三、巩固训练1．（多选）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（a）、（b）、（c）所示的图象，则（）A．图象（a）表明光具有粒子性B．图象（c）表明光具有波动性C．用紫外光观察不到类似的图象D．实验表明光是一种概率波2．（多选）关于光的波动性与粒子性，以下说法正确的是（）A．爱因斯坦的光子说否定了光的电磁说B．光电效应现象说明了光的粒子性C．光波不同于机械波，它是一种概率波D．光的波动性和粒子性是相互矛盾的，无法统一3．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，若减弱光波的强度，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；如果曝光时间足够长，底片上就出现了规则的干涉条纹。
高中物理选修课件第十七章章末总结
透镜分为凸透镜和凹透镜两种。凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用。透 镜成像规律包括物距、像距与焦距的关系，以及成像的方式（实像或虚像）和成像的特点 （放大、缩小或等大）。
光的干涉和衍射
干涉是两列或几列光波在空间某些区域相遇时相互加强或相互减弱的现象。衍射是光波遇 到障碍物或小孔时偏离直线传播的现象。干涉和衍射是波动性的重要表现。
重点难点解析
折射定律的理解和应用
折射定律是几何光学的基本定律之一，理解折射定律的物理含义和应用条件是掌握本章内容的关键。在应用折射定律 时，需要注意光线的方向、介质的折射率和入射角、折射角之间的关系。
透镜成像规律的分析和应用
透镜成像规律是光学中的重要内容，掌握透镜成像规律的分析方法和应用技巧是解决相关问题的关键。在分析透镜成 像规律时，需要注意物距、像距与焦距的关系，以及成像的方式和特点。
A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 无法确定
计算题典型例题
例题1
一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个 γ 光子。已知质子、中子、氘核的质量分别 为 m1、m2、m3，普朗克常量为 h，真空中的光速为 c。若忽略质子、中子结合成氘核过程中释放 的能量，则 γ 光子的能量 E = _______，波长 λ = _______。
在学习过程中，我逐渐形成了物理思维，学会了 从物理角度分析和解决问题。
学习方法改进
通过不断尝试和调整，我找到了适合自己的学习 方法，如及时复习、多做练习等。
存在问题和不足分析
知识理解不够深入
在某些知识点上，我的理解还不够深入，需要加强学习和思考。
解题能力有待提高
虽然掌握了一定的解题方法，但在面对复杂问题时，我的解题能力 还有待提高。
最新人教版选修3-5高中物理第十七章 1能量量子化教学设计
能量量子化★新课标要求（一）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（二）过程与方法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。
（三）情感、态度与价值观领略自然界的奇妙与和谐，发展对的好奇心与求知欲，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。
★教重点能量子的概念★教难点黑体辐射的实验规律★教方法教师启发、引导，生讨论、交流。
★教用具：投影片，多媒体辅助教设备★课时安排1 课时★教过程（一）引入新课教师：介绍能量量子化发现的背景：（多媒体投影，见课件。
）19世纪末页，牛顿定律在各个领域里都取得了很大的成功：在机械运动方面不用说，在分子物理方面，成功地解释了温度、压强、气体的内能。
在电磁方面，建立了一个能推断一切电磁现象的 M方程。
另外还找到了力、电、光、声----等都遵循的规律---能量转化与守恒定律。
当时许多物理家都沉醉于这些成绩和胜利之中。
他们认为物理已经发展到头了。
1900年，在英国皇家会的新年庆祝会上，著名物理家开尔文作了展望新世纪的发言：“的大厦已经基本完成，后辈的物理家只要做一些零碎的修补工作就行了。
”也就是说：物理已经没有什么新东西了，后一辈只要把做过的实验再做一做，在实验数据的小数点后面在加几位罢了！但开尔文毕竟是一位重视现实和有眼力的家，就在上面提到的文章中他还讲到：“但是，在物理晴朗天空的远处，还有两朵令人不安的乌云，----”这两朵乌云是指什么呢？一朵与黑体辐射有关，另一朵与迈克尔逊实验有关。
然而，事隔不到一年（1900年底），就从第一朵乌云中降生了量子论，紧接着（1905年）从第二朵乌云中降生了相对论。
经典物理的大厦被彻底动摇，物理发展到了一个更为辽阔的领域。
正可谓“山重水复疑无路，柳暗花明又一村”。
人教版高中物理选修3-5学案：第十七章学案1能量量子化(1)(2)
人教版高中物理选修3-5学案：第十七章学案1能量量子化(1)(2)[学习目标] 1.了解黑体辐射的实验规律.2.了解能量子的概念及其提出的科学过程.3.了解宏观物体和微观粒子的能量变化特点．一、黑体与黑体辐射[导学探究] (1)黑体就是黑色的物体吗？答案我们所说的黑体并不是指物体的颜色，它是指能完全吸收各种波长的电磁波的物体．(2)很多地方用红外线热像仪监测人的体温，只要被测者从仪器前走过，便可知道他的体温是多少？你知道其中的道理吗？答案根据热辐射规律可知，人的体温的高低，直接决定了该人辐射的红外线的频率和强度．通过监测被测者辐射的红外线的情况就可知道该人的体温．[知识梳理] 对黑体和黑体辐射的认识(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．室温时，热辐射的主要成分是波长较长(填“较长”或“较短”)的电磁波，不能引起人们的视觉；温度升高时，较短(填“较长”或“较短”)波长的成分越来越强．(2)黑体及黑体辐射特点①定义：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．[即学即用] (多选)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答案ACD解析我们周围的一切物体都在辐射电磁波，A正确；根据热辐射和黑体辐射的特点知，一般物体辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料的种类和表面状况有关，而黑体辐射只与黑体的温度有关，B错误，C正确；根据黑体的定义知D正确．二、黑体辐射的实验规律[导学探究] (1)黑体辐射的强度与什么有关？有怎样的关系？(2)物理学家维思和瑞利在对黑体辐射做出解释时，各在什么区与实验接近，什么区偏离较大？答案见知识梳理[知识梳理] 黑体辐射的实验规律(1)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；另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动．(2)对黑体辐射的解释：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；瑞利公式在长波区与实验基本一致，但在短波区与实验严重不符．由于波长很小的辐射处在紫外线波段，故而由理论得出的这种荒谬结果被认为是物理学理论的灾难，当时称为“紫外灾难”．[即学即用] 下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑体辐射实验规律的是( )答案A解析随着温度的升高，辐射强度增加，辐射强度的极大值向着波长较短的方向移动，A正确，B、C、D错误．三、能量子[导学探究] 普朗克的能量量子化的观点与宏观世界中我们对能量的认识有什么不同？答案宏观世界中的能量可以是任意值，是连续的，而普朗克认为微观粒子的能量是量子化的，是一份一份的．[知识梳理] 对能量子和能量量子化的认识(1)普朗克的假设振动着的带电微粒能量只能是某一最小能量值ε的整数倍，即：能量的辐射或者吸收只能是一份一份的，这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子．(2)能量子公式ε＝hν，其中ν是电磁波的频率，h称为普朗克常量，h＝6.626×10－34 J·s. (一般取h＝6.63×10－34 J·s)(3)能量的量子化在微观世界中能量是量子化的，或者说是微观粒子的能量是分立的，这种现象叫能量的量子化．(4)普朗克假设的意义①借助于能量的假说，普朗克得出了黑体辐射的强度按波长分布的公式，与实验符合之好令人击掌叫绝．②普朗克在1900年能把量子列入物理学，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．[即学即用] (多选)以下宏观概念中，哪些是“量子化”的( )A．物体的带电荷量B．物体的质量C．物体的动量D．学生的个数答案AD解析所谓“量子化”应该是不连续的，是一份一份的，故选A、D.一、黑体辐射的规律例1 (多选)黑体辐射的实验规律如图1所示，由图可知( )图1A．随温度升高，各种波长的辐射强度都增加B．随温度降低，各种波长的辐射强度都增加C．随温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动D．随温度降低，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动解析由题图可知，随温度升高，各种波长的辐射强度都增加，且辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，当温度降低时，上述变化都将反过来．答案ACD归纳总结1．理解和熟记辐射强度随波长的变化关系图象是解此类问题的关键．2．黑体辐射的强度按波长的分布只与温度有关，与材料的种类和表面状况无关．二、能量子的理解和计算例2 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个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉．普朗克常量为6.63×10－34 J·s，光速为 3.0×108 m/s，则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是( )A．2.3×10－18 WB．3.8×10－19 WD．1.2×10－18 WC．7.0×10－10 W 解析因只要每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉．所以察觉到绿光所接收的最小功率P＝，式中E＝6ε，又ε＝hν＝h，可解得P＝ W≈2.3×10－18 W.答案A归纳总结1．普朗克能量子假设认为微观粒子的能量是量子化的，或者说微观粒子的能量是分立的．2．能量子的大小：ε＝hν，其中ν是电磁波的频率，h是一个常量，称为普朗克常量，其值为h＝6.626×10－34 J·s.针对训练小灯泡的功率P＝1 W，设其发出的光向四周均匀辐射，平均波长λ＝10－6 m，求小灯泡每秒钟辐射的光子数是多少？(h＝6.63×10－34 J·s)答案5×1018个解析每秒钟小灯泡发出的能量为E＝Pt＝1 J1个光子的能量：ε＝hν＝＝ J＝1.989×10－19 J小灯泡每秒钟辐射的光子数：n＝＝个≈5×1018个．1．一束红光从空气射入玻璃，则这束红光的能量子将( )A．变小 B．变大 C．不变 D．不能确定答案C 解析光由空气射入玻璃时，频率不发生变化，由ε＝hν可知，红光的能量子不变，C正确．2．在实验室或工厂的高温炉子上开一小孔，小孔可看作黑体，由小孔的热辐射特性，就可以确定炉内的温度．如图2所示是黑体的辐射强度与其辐射光波长的关系图象，则下列说法正确的是( )图2A．T1>T2B．T1<T2C．随着温度的升高，黑体的辐射强度都有所降低D．随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较长方向移动答案A 解析一般材料的物体辐射能的多少决定于物体的温度(T)、辐射波的波长、时间的长短和辐射的面积，而黑体是指在任何温度下，全部吸收任何波长的辐射的物体，黑体辐射的强度按波长的分布只与温度有关．实验表明，随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有所增加，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动．从图中可以看出，λ1<λ2，T1>T2，本题正确选项为A. 3．二氧化碳能很好的吸收红外长波辐射，这种长波辐射的波长范围约是1.43×10－3～1.6×10－3 m，相应的光子能量的范围是________．(已知普朗克常量h＝6.6×10－34 J·s，真空中的光速c＝3.0×108 m/s，结果取两位有效数字)答案 1.2×10－22～1.4×10－22 J 解析由c＝λν，得ν＝，代入数据得频率范围为1.88×1011～2.1×1011 Hz，又由ε＝hν得能量范围为1.2×10－22～1.4×10－22 J.一、选择题(1～9为单选题)1．对黑体辐射电磁波的波长分布的影响因素是( )B．材料A．温度C．表面状况D．以上都正确答案A 解析根据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，A对．2．能正确解释黑体辐射实验规律的是( )A．能量的连续经典理论B．普朗克提出的能量量子化理论C．以上两种理论体系任何一种都能解释D．牛顿提出的微粒说答案B 解析根据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；另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，只能用普朗克提出的能量量子化理论才能正确解释黑体辐射实验规律，B对．3．对于带电微粒的辐射和吸收能量时的特点，以下说法正确的是( )A．以某一个最小能量值一份一份地辐射或吸收B．辐射和吸收的能量可以不是某一最小值的整数倍C．吸收的能量可以是连续的D．辐射和吸收的能量都可以是连续的答案A 解析带电微粒辐射和吸收能量时是以最小能量值——能量子ε的整数倍一份一份地辐射或吸收的，是不连续的．故选项A正确，选项B、C、D均错．4．普朗克常量是自然界的一个基本常数，它的数值是( )A．6.02×10－23 molB．6.625×10－3 mol·sC．6.626×10－34 J·sD．1.38×10－16 mol·s答案C 解析普朗克常量是一个定值，由实验测得它的精确数值为 6.626×10－34J·s，在记忆时关键要注意它的单位．5．红、橙、黄、绿四种单色光中，光子能量最小的是( )B．橙光A．红光D．绿光C．黄光答案A 解析在四种颜色的光中，红光的波长最长而频率最小，由光子的能量ε＝hν可知红光光子能量最小．6．已知某种单色光的波长为λ，在真空中光速为c，普朗克常量为h，则电磁波辐射的能量子ε的值为( )B.hA．hλD．以上均不正确C.答案A 解析由波速公式c＝λν可得：ν＝，由光的能量子公式得ε＝hν＝h，故选项A正确．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子数为( )A. B. C. D．λPhc答案A 解析每个光子的能量ε＝hν＝，每秒钟发射的总能量为P，则n＝＝. 8．在自然界生态系统中，蛇与老鼠和其他生物通过营养关系构成食物链，在维持生态平衡方面发挥着重要作用．蛇是老鼠的天敌，它是通过接收热辐射来发现老鼠的．假设老鼠的体温约37 ℃，它发出的最强的热辐射的波长为λmin.根据热辐射理论，λmin与辐射源的绝对温度T的关系近似为Tλmin＝2.90×10－3m·K，则老鼠发出的最强的热辐射的波长为( )B．9.4×10－6 mA．7.8×10－5 mD．9.7×10－8 mC．1.16×10－4 m答案B 解析由Tλmin＝2.90×10－3 m·K可得，老鼠发出最强的热辐射的波长为λmin＝ m＝m≈9.4×10－6 m，B正确．9．硅光电池是利用光电效应将光辐射的能量转化为电能．若有N个波长为λ0的光子打在光电池极板上，这些光子的总能量为(h为普朗克常量)( )B．Nh cA．hλ0D．2Nhλ0C．Nhλ0答案B 解析一个光电子的能量ε＝hν＝h，则N个光子的总能量E＝Nh，选项B正确．二、非选择题10．神光“Ⅱ”装置是我国规模最大的高功率固体激光系统，利用它可获得能量为2 400 J、波长λ＝0.35 μm的紫外激光．已知普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，则该紫外激光所含光子数为多少？(计算结果保留三位有效数字)答案 4.23×1021个解析紫外激光能量子的值为ε＝＝J≈5.68×10－19 J.则该紫外激光所含光子数n＝＝个≈4.23×1021个．。
人教版高中物理选修3-5学案设计-第十七章第一、二节能量量子化光的粒子性
第十七章波粒二象性〔情景切入〕1990年，德国物理学家普朗克提出了一个大胆的假设：粒子的能量只能是某一最小能量值的整数倍。
这一假说不仅解决了热辐射问题，同时也改变了人们对微观世界的认识。
光在爱因斯坦的眼里成了“粒子”，电子、质子等在德布罗意看来具有了波动性……光到底是什么？实物粒子真的具有波动性吗？让我们一起进入这种神奇的微观世界，去揭开微观世界的奥秘吧。
〔知识导航〕本章内容涉及微观世界中的量子化现象。
首先从黑体和黑体辐射出发，提出了能量的量子化观点，进而通过实验研究光电效应现象，用爱因斯坦的光子说对光电效应的实验规律做出合理解释，明确了光具有波粒二象性，进而将波粒二象性推广到运动的实物粒子，提出了德布罗意波的概念，经分析和研究得出光波和德布罗意波都是概率波以及不确定性关系的结论。
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。
〔学法指导〕1．重视本章实验的理解。
本章知识理论性很强，涉及的新概念较多，也比较抽象，但它们作为物理量都有其实验事实基础，所以在学习时要结合实验来理解它们，就不会觉得那么抽象。
2．注意体会人类认识微观粒子本性的历史进程。
人类认识微观粒子本性的进程是波浪形的，在曲折中前进，旧的理论总是被新发现、新的实验事实否定，为解释新实验事实又提出新的理论。
光电效应和康普顿效应证明了光是一种粒子，但光的干涉和衍射又证明了光是一种波，因此光是一种波——电磁波，同时光也是一种粒子——光子。
也就是说光具有波粒二象性。
光在空间各点出现的概率是受波动规律支配的，因此光是一种概率波。
3．学习本章知识会用到以前学过的知识，如光的干涉、衍射，弹性碰撞、动量定理和动能定理等，因此可以有针对性地复习过去的这些知识，对顺利学习本章内容会有帮助。
高二人教版物理选修3-1 精品导学案：1.7 静电现象的应用
17 静电现象的应用课前篇（学会自主学习——不看不清）【学习目标】1．知道静电平衡现象，理解静电平衡状态的导体的特点．2．通过实验了解静电平衡时带电导体上电荷的分布特点．【自主预习】1．静电平衡状态：．2．静电平衡的特点：（1）；（2）．3．导体上电荷分布的特点：．4．尖端放电：；静电屏蔽：．【我的困惑】课上篇（学会合作交流——不议不明）【要点突破】1．静电平衡状态下导体的电场2．导体上电荷的分布3．尖端放电4．静电屏蔽【典例剖析】【例1】如图所示，长为L的金属杆原来不带电，在距其左端r处放一个电荷量为q的点电荷．问：(1)金属杆中点处的场强为多少？(2)金属杆上的感应电荷在杆中点P处产生的场强．【例2】将悬挂在细线上的带正电的小球A放在不带电的金属空心球C内(不与球接触)，另有一个悬挂在细线上的带负电的小球B向C靠近，如图所示，于是有()A．A向左偏离竖直方向，B向右偏离竖直方向B．A的位置不变，B向右偏离竖直方向C．A向左偏离竖直方向，B的位置不变D．A和B的位置都不变【达标检测】1．对于电场中处于静电平衡状态的导体，下列分析不正确的是()A．导体内部的场强处处为零B．导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的外表面上C．导体内部是外电场与感应电荷电场叠加后的合场强，其大小为零D．处于静电平衡的导体内部的自由电子不再运动2．在下列措施中，能将产生的静电尽快导走的是()A．飞机轮子上搭地线B．印染车间保持湿度C．复印图片D．电工钳柄装有绝缘套3．如图所示，带电体Q靠近一个接地空腔导体，空腔里面无电荷．在静电平衡后，下列物理量中等于0的是()A．导体腔内任意点的电场强度B．导体腔内任意点的电势C．导体外表面的电荷量D．导体空腔内表面的电荷量4．如图所示，在原来不带电的金属细杆ab附近P处，放置一个正点电荷，达到静电平衡后()A．a端的电势比b端的高B．b端的电势比d点的低C．a端的电势不一定比d点的低D．杆内c处电场方向由c指向b5．电工穿的高压作业服是用铜丝纺织的，下列说法正确的是()A．铜丝编织的衣服不易拉破，所以用铜丝编织B．电工被铜丝纺织的衣服所包裹，使体内电势保持为零，对人体起保护作用C．电工被铜丝纺织的衣服所包裹，使体内电场强度保持为零，对人体起保护作用D．铜丝必须达到一定的厚度，才能对人体起到保护作用教师个人研修总结在新课改的形式下，如何激发教师的教研热情，提升教师的教研能力和学校整体的教研实效，是摆在每一个学校面前的一项重要的“校本工程”。
人教版高中物理选修3-5课件第十七章学案1-学案2
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高中物理学习材料桑水制作1．经典的粒子和经典的波(1)经典粒子：粒子有一定的__________，有一定的______，有的还具有电荷．运动的基本特征是：在任意时刻有确定的______和______，在时空中有确定的______．(2)经典波：经典波在空间中是弥散开来的，基本特征是具有______和______，即具有时空的周期性．(3)在经典物理学中，波和粒子是两种不同的研究对象，具有__________的表现．2. 概率波(1)光波是一种__________，光子的行为服从________规律．(2)大量光子产生的效果显示出________，个别光子产生的效果显示出________．(3)概率波的实质是指粒子在空间的分布规律是受________规律支配的．(4)对于电子和其他微粒，由于同样具有波粒二象性，所以它们的物质波也是________．3．不确定性关系(1)在经典力学中，一个质点的位置和动量是可以同时测定的，在量子力学中，要同时测出微观粒子的位置和动量是不太可能的，我们把这种关系叫__________关系．(2)用Δx表示粒子位置的不确定量，用Δp表示粒子在x方向上的动量的不确定量，那么可表示为ΔxΔp≥__________，这就是著名的不确定性关系．(3)由不确定性关系可知，微观粒子的位置和动量不能同时被确定，也就决定了不能用______________观点来描述粒子的运动．4．物理模型与物理现象在经典物理学中，对于不同的宏观对象，我们分别建立了______模型和______模型；在微观世界里，也需要建立物理模型，像粒子的____________模型．【概念规律练】知识点一概率波1．在光的单缝衍射实验中，在光屏上放上照相底片，并设法控制光的强度，尽可能使光子一个一个地通过狭缝，假设光子出现在中央亮纹的概率为90%，下列说法正确的是( )A．第一个光子一定出现在中央亮纹上B．第一个光子可能不出现在中央亮纹上C．如果前9个光子均出现在中央亮纹上，则第10个光子还有可能出现在中央亮纹上D．如果前9个光子均出现在中央亮纹上，则第10个光子一定不能出现在中央亮纹上2．为了验证光的波粒二象性，在双缝干涉实验中将光屏换成照相底片，并设法减弱光的强度，下列说法正确的是( )A．使光子一个一个地通过双缝干涉实验装置的狭缝，如果时间足够长，底片上将出现双缝干涉图样B．使光子一个一个地通过双缝干涉实验装置的狭缝，如果时间足够长，底片上将出现不太清晰的双缝干涉图样C．大量光子的运动规律显示出光的粒子性D．个别光子的运动显示出光的粒子性知识点二不确定性关系3．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确定的关系4．光通过单缝所发生的现象，用位置和动量的不确定性关系的观点加以解释，正确的是( )A．单缝宽的时候光是沿直线传播，这是因为单缝宽，位置不确定量Δx大，动量不确定量Δp小，可以忽略B．当能发生衍射现象时，动量不确定量Δp就不能忽略C．单缝越窄，中央亮纹越宽，是因为位置不确定量小，动量不确定量大的缘故D．以上解释都是不对的【方法技巧练】不确定性关系的应用方法5．一颗质量为10 g的子弹，具有200 m/s的速率，若其动量的不确定范围为动量的0.01%(这在宏观范围是十分精确的了)，则该子弹位置的不确定范围为多大？6．电子的质量m e＝9.0×10－31kg，测定其速度的不确定量为2×10－6m/s，求其位置的不确定量(h4π＝5.3×10－35J·s)．1．在双缝干涉实验中出现的明暗条纹说明了( ) A．光具有波动性B．光具有粒子性C．光波是一种概率波D．以上全都错误2．下列说法正确的是( )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，若有一个光子，则能确定这个光子落在哪个点上3．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，假设现在只有一个光子通过单缝，那么该光子( )A．一定落在中央亮纹处B．一定落在亮纹处C．可能落在暗纹处D．落在中央亮纹处的可能性最大4．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，暗条纹处是光子不会到达的地方D．在光的干涉中，亮条纹处是光子到达概率最大的地方5．有关经典物理中的粒子，下列说法正确的是( )A．有一定的大小，但没有一定的质量B．有一定的质量，但没有一定的大小C．既有一定的大小，又有一定的质量D．有的粒子还有一定量的电荷6．关于光的性质，下列叙述中正确的是( )A．在其他条件相同的情况下，光的频率越高，衍射现象越容易看到B．频率越高光的粒子性越显著，频率越低光的波动性越显著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道和方向做极有规则的匀速直线运动7．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，若减弱光波的强度，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，底片上就出现了规则的干涉条纹，对这个实验结果下列认识正确的是( )A．曝光时间不长时，光子的能量太小，底片上的条纹看不清楚，故出现不规则的点子B．单个光子的运动没有确定的轨道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波动性8．关于不确定性关系ΔxΔp≥h4π有以下几种理解，正确的是( ) A．微观粒子的动量不可确定B．微观粒子的位置不可确定C．微观粒子的动量和位置不可同时确定D．不确定性关系不仅适用于电子和光子等微观粒子，也适于宏观物体题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案9.设子弹的质量为0.01 kg，枪口直径为0.5 cm，试求子弹射出枪口时横向速度的不确定量．10．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10－6m.(2)电子的质量m e＝9.1×10－31kg，测定其位置的不确定量为10－10m．(即为原子的数量级)第4节概率波第5节不确定性关系课前预习练1．(1)空间大小质量位置速度轨道(2)频率波长(3)非常不同2．(1)概率波统计(2)波动性粒子性(3)波动(4)概率波3．(1)不确定性(2)h4π(3)轨道4．粒子波动波粒二象性课堂探究练1．BC[对每个光子而言，出现在中央亮纹的概率均为90%，所以第一个光子有可能出现在中央亮纹上，也有可能不出现在中央亮纹上．如果前9个光子均出现在中央亮纹上，第10个光子出现在中央亮纹的概率为90%，所以第10个光子可能会出现在中央亮纹上，因此B、C正确，A、D错．正确选项是B、C.]点评(1)个别光子的落点是不确定的，只能说明它落点的概率大小，只有大量光子的行为才服从统计规律．亮纹、暗纹是大量光子服从统计规律的结果．(2)在电子衍射、光的干涉、衍射图样中、亮纹(环)位置是电子或光子到达的概率大的地方，暗纹(环)位置是电子或光子到达的概率小的地方，但概率的大小受波动规律支配．2．AD[单个光子运动具有不确定性，但落点的概率分布遵循一定规律，显示出光的波动性，A正确，B、C错误；由光的波粒二象性知D正确．]3．ABC 4.ABC5．Δx≥2.6×10－31m解析子弹的动量为p＝mv＝0.01×200 kg·m/s＝2.0 kg·m/s动量的不确定范围Δp＝0.01%×p＝0.01%×2.0 kg·m/s＝2.0×10－4kg·m/s由不确定性关系式Δx Δp ≥h 4π，得子弹位置的不确定范围Δx ≥h 4πΔp ＝6.63×10－344×3.14×2.0×10－4 m ＝2.6×10－31 m . 方法总结 我们知道，原子核的数量级为10－15 m ，所以，子弹位置的不确定范围是微不足道的．可见子弹的动量和位置都能精确地确定，不确定性关系对宏观物体来说没有实际意义．6．29.4 m解析 由不确定性关系Δx Δp ≥h 4π① 由动量定义得Δp ＝m e Δv ②由①②得Δx ≥h 4πm e Δv ＝ 5.3×10－359.0×10－31×2×10－6 m ＝29.4 m . 方法总结 由结果可知，速度测定得越精确，位置的测定越不精确．课后巩固练1．AC [双缝干涉实验中出现的明条纹和暗条纹，又说明了光子落点具有一定的概率，即符合概率波的规律，说明光具有波动性．]2．B [概率波与机械波是两个概念，本质不同；物质波是一种概率波，符合概率波的特点；光的双缝干涉实验中，若有一个光子，这个光子的落点是不确定的，但有概率较大的落点位置．]3．CD [根据光的概率波的概念，对于一个光子通过单缝落在何处是不可确定的，但是落在中央亮纹处的概率最大，可达到95%以上．当然也可能落在其他亮纹处，还可能落在暗纹处，不过，落在暗纹处的概率很小，故选项C 、D 正确．]4．BD [光不是实物粒子，光具有波粒二象性，个别光子表现出粒子性，A 错．光的频率越高，光子的能量越大，B 正确．在干涉条纹中亮纹是光子到达概率大的地方，暗纹是光子到达概率小的地方，C 错，D 正确．]5．CD6．BC [光具有波粒二象性，频率越高，粒子性越显著；少量光子表现出粒子性，频率越低，光子越多，波动性越显著，所以A 错误，B 、C 正确；光子属于概率波，运动时没有固定的轨道和落点，D 错误．]7．BCD [曝光时间不长时，个别光子表现出粒子性，使底片上出现了不规则的点子，而曝光时间足够长时，大量光子的行为表现出波动性，底片上出现了规则的干涉条纹，综上所述B 、C 、D 项正确．]8．CD [不确定性关系Δx Δp ≥h 4π表示确定位置、动量的精度互相制约，此长彼消，当粒子位置不确定性变小时，粒子动量的不确定性变大；粒子位置不确定性变大时，粒子动量的不确定性变小．故不能同时准确确定粒子的动量和坐标．不确定性关系也适用于其他宏观粒子，不过这些不确定量微乎其微．]9．1.06×10－30 m /s解析 枪口直径可以当作子弹射出枪口位置的不确定量Δx ，由于Δp x ＝m Δv x ，由不确定性关系式得子弹射出枪口时横向速度的不确定量Δv x ≥h4πm Δx ＝ 6.626×10－344×3.14×0.01×0.5×10－2 m /s ＝1.06×10－30 m /s .10．(1)5.3×10－29 m /s (2)5.82×105 m /s解析 (1)m ＝1.0 kg ，Δx ＝10－6 m ，由Δx Δp ≥h 4π，Δp ＝m Δv 1知Δv 1≥h 4πm Δx＝5.3×10－3510－6×1.0m /s ＝5.3×10－29 m /s .(2)由m e＝9.1×10－31kg，Δx′＝10－10m可得Δv2≥h4πmΔx′＝5.3×10－3510－10×9.1×10－31m/s＝5.82×105m/s.由以上两种情况可看出，宏观物体速度的不确定范围是微不足道的，不确定性关系对宏观物体来说没有实际意义．。
人教版物理教材选修3-5第十七章第4节《概率波》名师教案
17.4《概率波》教学设计核心素养】通过《概率波》的学习过程，让学生体会科学理论的建立过程，体会科学发展的无限性。
培养学生的科学素质及学习科学热爱科学精神。
【教学目标】1．知道经典粒子与经典波的基本特性。
2．知道经典的粒子与经典的波的区别与联系。
3．知道光是一种概率波，物质波也是一种概率波。
4．理解什么是概率波。
【教学重点、难点】重点：人类对光波物质波的认识发展过程。
难点：理解什么是概率波。
▼教学过程：课前：登陆优教平台，发送预习任务。
根据优教平台上学生反馈的预习情况，发现薄弱点，针对性教学。
【前置复习】什么是物质波？【新课导入】教师：通过上节课的学习我们知道，光具有波动性，实物粒子也具有波动性，那么光波和物质波到底是什么样的波？（设置悬念，抓住学生的注意力）教师：这就是我们今天要解决的问题。
（多媒体板书：17.4 概率波）【讲解过程】教师：分析物理现象、建立科学理论时，经常要建立模型，研究光波和物质波怎样建立模型？为了解决这个问题，先看一下经典物理学怎样建立模型解释问题的。
（板书：一经典的粒子和经典的波）教师：请同学们阅读第40 页1-4 自然段，然后思考回答幻灯片上的几个问题。
多媒体打出如下问题：1.经典物理学建立了几种模型？2.回顾学过的运动，那些运动以粒子模型方式处理？那些运动以波动模型方式处理？3.经典的粒子模型基本特征是什么？有何缺陷？4.经典的波动模型基本特征是什么？）（学生阅读课本后马上思考提出的问题，并同学之间交流讨论，教师巡视指导学生）（学生开始积极回答问题）学生交流：经典物理学建立了2种模型，粒子模型和波动模型。
学生思考：以粒子模型处理的有：匀变速直线运动，自由落体运动，平抛运动，匀速圆周运动，简谐运动，以波动模型处理的有：绳波，水波，声波等机械波，电磁波。
学生思考：经典的粒子模型基本特征是：有一定的的空间大小，有一定的质量,有的有电荷。
只要知道物体的初始条件（初始位置、初速度）以及受力情况，由牛顿第二定律可知，就能确定它们以后任意时刻的位置和速度，进而确定它们在空间中的运动轨迹。
[精品]新人教版选修3-5高中物理第十七章 3粒子的波动性优质课教案
![[精品]新人教版选修3-5高中物理第十七章 3粒子的波动性优质课教案](https://img.taocdn.com/s3/m/599cbc08453610661ed9f4e0.png)
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．通过生阅读和教师介绍讲解，使生了解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，使生逐步形成严谨求实的态度。
3．通过了解电子衍射实验，使生了解创造条件进行有关物理实验的方法。
★教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。
★教难点实物粒子的波动性的理解。
★教方法生阅读－讨论交流－教师讲解－归纳总结★教用具：课件：PP演示文稿（家介绍，本节知识结构）。
多媒体教设备。
★课时安排 1 课时★教过程（一）引入新课提问：前面我们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。
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：让生阅读课本内容结合前面所知识进行归纳总结，形成正确观点。
教师：原我们不能片面地认识事物，能举出本或其他或生活中类似的事或物吗？生举例说明：例如哲中对事物的辨正观点等。
点评：培养生对事物或规律的全面把握，并与与其他进行横向渗透联系。
（二）进行新课1、光的波粒二象性教师：讲述光的波粒二象性。
在生的辨析说明下进行归纳整理。
（1）我们所的大量事实说明：光是一种波，同时也是一种粒子，光具有波粒二象性。
光的分立性和连续性是相对的，是不同条件下的表现，光子的行为服从统计规律。
（2）光子在空间各点出现的概率遵从波动规律，物理中把光波叫做概率波。
高二物理选修17.5导学案doc
17.5 不确定关系教学目标1、了解不确定关系的概念和相关计算；2、了解物理模型与物理现象。
教学重点测不准关系.教学难点联系实验事实了解测不准关系.教学过程任务一预习导学1、德布罗意波的统计解释1926年，德国物理学玻恩（B orn ，1882--1972）提出了概率波，认为个别微观粒子在何处出现有一定的偶然性，但是大量粒子在空间何处出现的空间分布却服从一定的统计规律。
2、经典波动与德布罗意波（物质波）的区别经典的波动（如机械波、电磁波等）是可以测出的、实际存在于空间的一种波动。
而德布罗意波（物质波）是一种概率波。
简单的说，是为了描述微观粒子的波动性而引入的一种方法。
3、不确定度关系（un C ert A inty rel A toin）经典力学：运动物体有完全确定的位置、动量、能量等。
微观粒子：位置、动量等具有不确定量（概率）。
（1）电子衍射中的不确定度如图所示，一束电子以速度v 沿oy轴射向狭缝。
电子在中央主极大区域出现的几率最大。
在经典力学中，粒子（质点）的运动状态用位置坐标和动量来描述，而且这两个量都可以同时准确地予以测定。
然而，对于具有二象性的微观粒子来说，是否也能用确定的坐标和确定的动量来描述呢？下面以电子通过单缝衍射为例来进行讨论。
设有一束电子沿oy轴射向屏AB上缝宽为A的狭缝，于是，在照相底片CD上，可以观察到如下图所示的衍① 微观粒子的坐标测得愈准确(0→∆x ) ，动量就愈不准确(∞→∆x p ) ；微观粒子的动量测得愈准确(0→∆x p ) ，坐标就愈不准确(∞→∆x ) 。
但这里要注意，不确定关系不是说微观粒子的坐标测不准；也不是说微观粒子的动量测不准；更不是说微观粒子的坐标和动量都测不准；而是说微观粒子的坐标和动量不能同时测准。
② 为什么微观粒子的坐标和动量不能同时测准？这是因为微观粒子的坐标和动量本来就不同时具有确定量。
这本质上是微观粒子具有波粒二象性的必然反映。
由以上讨论可知，不确定关系是自然界的一条客观规律，不是测量技术和主观能力的问题。
高二物理选修35第十七章：概率波
高二物理选修35第十七章：概率波【教学目的】〔一〕知识与技艺1．了解微粒说的基本观念及对光学现象的解释和所遇到的效果．2．了解动摇说的基本观念及对光学现象的解释和所遇到的效果．3．了解事物的延续性与分立性是相对的，了解光既有动摇性，又有粒子性．4．了解光是一种概率波．〔二〕进程与方法1．领悟什么是概率波2．了解物理学中物理模型的特点初步掌握迷信笼统这种研讨方法3．经过数形结合的学习，看法数学工具在物文迷信中的作用〔三〕情感、态度与价值观了解人类对光的本性的看法和研讨阅历了一个十分漫长的进程，这一进程也是辩证开展的进程．依据理想树立学说，开展学说，或是决议学说的取舍，发现新的理想，再树立新的学说．人类就是这样经过光的行为，经过火析和研讨，逐渐看法光的本性的．【重点难点】1、重点：人类对光的本性的看法的开展进程．2、难点：对量子化、波粒二象性、概率波等概念的了解【授课内容】一、经典的粒子和经典的波在经典物理学的观念中，，人们构成了一种观念，物质要么具有粒子性，要么具有动摇性，非此即彼。
恣意时辰确实定位置和速度以及空中确实定轨道，是经典物理学粒子运动的基本特征。
与经典的粒子不同，经典的波在空间中是弥散开来的，其特征是具有频率和波长，也就是具有时空的周期性。
显而易见，在经典物理学中，波和粒子是两种不同的研讨对象，具有十分不同的表现。
那么，为什么光和微观粒子既表现有动摇性又表现有粒子性的双重属性呢？先生跟随教员的讲述关于原来所学的相关知识停止自主的回忆和归结整理。
点评：关于曾经学习过的知识可以交叉在往常的教学进程中时常停止温习反思和类比迁移，屡次重复一定可以协助先生更好的掌握和应用知识。
[效果]：在微观世界中，如何把波的图象与粒子的图象一致同来呢？先生思索、讨论后给出一些回答，就各种答案加以剖析提炼总结。
点评：给先生一定的自主学习的时间和空间效果比主动的接受知识要好，可以愈加有效的培育他们的学习自动性和能动性。
人教版高中物理选修3-5学案：第十七章学案3、4、5
人教版高中物理选修3-5学案：第十七章学案3、4、54 概率波5 不确定性关系[学习目标] 1.知道光的波粒二象性，理解其对立统一的关系.2.了解德布罗意波和概率波，知道它们都遵循统计规律.3.会用不确定性关系的公式分析简单问题．一、光的波粒二象性[导学探究] (1)什么现象体现出了光的波动性？什么现象体现了光的粒子性？(2)光的波动性和粒子性矛盾吗？答案(1)大量光子在传播过程中显示出波动性，比如干涉和衍射．当光与物质发生作用时，显示出粒子性，如光电效应、康普顿效应．(2)不矛盾，光具有波粒二象性．[知识梳理]1．光的波粒二象性(1)光的干涉和衍射现象说明光具有波动性，光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性．(2)光子的能量ε＝hν，光子的动量p＝.(3)光既具有波动性，又具有粒子性，即光具有波粒二象性．2．对光的波粒二象性的理解(1)大量光子产生的效果显示出波动性；个别光子产生的效果显示出粒子性．(填“大量”或“个别”)(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；在光的传播过程中，光子在空间各点出现的可能性的大小(概率)，由波动性起主导作用，因此称光波为概率波．(填“粒子”或“波动”)(3)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．(4)光子的能量与其对应的频率成正比，而频率是描述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．[即学即用] 有关光的本性，下列说法正确的是( )A．光既具有波动性，又具有粒子性，这是互相矛盾和对立的B．光的波动性类似于机械波，光的粒子性类似于质点C．光只有波动性，无粒子性D．由于光既具有波动性，又具有粒子性，无法只用其中一种去说明光的一切行为，只能认为光具有波粒二象性答案D解析19世纪初，人们成功地在实验室中观察到了光的干涉、衍射现象，这属于波的特征，微粒说无法解释这些现象；但19世纪末又发现了光电效应，这种现象波动说不能解释，证明光具有粒子性，因此，光既具有波动性，又具有粒子性，但光不同于宏观的机械波和粒子，波动性和粒子性是光在不同的情况下的不同表现，是两个不同侧面，不同属性，我们无法只用其中一种去说明光的一切行为，只能认为光具有波粒二象性，选项D正确．二、物质波概率波[导学探究] 德布罗意认为任何运动着的物体均具有波动性，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．[知识梳理] 对物质波的认识1．任何运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波与它相对应，这种波叫物质波，又叫德布罗意波．物质波波长、频率的计算公式为λ＝，ν＝.2．我们之所以看不到宏观物体的波动性，是因为宏观物体的动量太大，德布罗意波长太小的缘故．3．德布罗意假说是光的波粒二象性的推广，即光子和实物粒子都既具有粒子性又具有波动性，即具有波粒二象性．与光子对应的波是电磁波，与实物粒子对应的波是物质波．4．物质波的实验验证(1)1927年戴维孙和汤姆孙分别利用晶体做了电子束衍射的实验，从而证实了电子的波动性．(2)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＝和λ＝关系同样正确．5．物质波也是一种概率波．[即学即用] (多选)根据物质波理论，以下说法中正确的是( )A．微观粒子有波动性，宏观物体没有波动性B．宏观物体和微观粒子都具有波动性C．宏观物体的波动性不易被人观察到是因为它的波长太长D．速度相同的质子和电子相比，电子的波动性更为明显答案BD解析一切运动的物体都有一种物质性与它对应，所以宏观物体和微观粒子都具有波动性，A错误，B正确；宏观物体的物质波波长很短，不易观察到它的波动性，C错误；速度相同的质子与电子相比，电子质量小，由λ＝＝知电子的物质波波长更长，所以电子的波动性更明显，D正确．三、不确定性关系[知识梳理]1．微观粒子运动的基本特征：不再遵守牛顿运动定律，不可能同时准确地知道粒子的位置和动量，不可能用“轨迹”来描述粒子的运动，这种关系叫做不确定性关系．微观粒子的运动状态只能通过概率做统计性的描述．2．单缝衍射现象中，粒子在挡板左侧的位置是完全不确定的，即通过挡板前粒子的位置具有不确定性，粒子通过狭缝后，在垂直原来运动方向的动量是不确定的，即通过挡板后粒子的动量具有不确定性．3．微观粒子运动的位置不确定量Δx和动量的不确定量Δp的关系式为Δx·Δp≥，其中h是普朗克常量．4．不确定性关系告诉我们，如果要更准确地确定粒子的位置(即Δx更小)，那么动量的测量一定会更不准确(即Δp更大)，也就是说，不可能同时准确地知道粒子的位置和动量，也不可能用“轨迹”来描述粒子的运动．[即学即用] 从衍射的规律可以知道，狭缝越窄，屏上中央亮条纹就越宽，由不确定性关系ΔxΔp≥，判断下列说法正确的是( )A．入射的粒子有确定的动量，射到屏上粒子就有准确的位置B．狭缝的宽度变小了，因此粒子的不确定性也变小了C．更窄的狭缝可以更准确地测得粒子的位置，但粒子动量的不确定性却更大了D．可以同时确定粒子的位置和动量答案C解析由ΔxΔp≥知，狭缝变小了，即Δx减小了，Δp变大，即动量的不确定性变大，故C正确，A、B、D错误.一、对光的波粒二象性的认识例1 (多选)对光的认识，以下说法中正确的是( )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．高频光是粒子，低频光是波C．光表现出波动性时，就不具有粒子性了；光表现出粒子性时，就不再具有波动性了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，在另外某种场合下，光的粒子性表现明显解析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；光与物质相互作用，表现为粒子性，光的传播表现为波动性，光的波动性与粒子性都是光的本质属性，频率高的光粒子性强，频率低的光波动性强，光的粒子性表现明显时仍具有波动性，因为大量粒子的个别行为呈现出波动规律，故正确选项为A、D.答案AD总结提升1．理解光的波粒二象性是光的本性．2．知道哪些现象体现出光的波动性，哪些现象体现出光的粒子性．二、对物质波的理解例2 下列关于德布罗意波的认识，正确的解释是( )A．光波是一种物质波B．X光的衍射证实了物质波的假设是正确的C．电子的衍射证实了物质波的假设是正确的D．宏观物体运动时，看不到它的衍射或干涉现象，所以宏观物体不具有波动性解析宏观物体由于动量太大，德布罗意波长太小，所以看不到它的干涉、衍射现象，但仍具有波动性，D项错；X光是波长极短的电磁波，是光子，它的衍射不能证实物质波的存在，B项错．只有C项正确．答案C例3 电子经电势差为U＝200 V的电场加速，电子质量m0＝9.1×10－31 kg，求此电子的德布罗意波长．解析已知m0v2＝Ek＝eUp＝hλEk＝p22m0所以λ＝＝h2em0U把U＝200 V，m0＝9.1×10－31 kg，代入上式解得λ≈8.69×10－2 nm.答案8.69×10－2 nm归纳总结德布罗意波长的计算(1)首先计算物体的速度，再计算其动量．如果知道物体动能也可以直接用p＝计算其动量．(2)再根据λ＝计算德布罗意波长．(3)需要注意的是：德布罗意波长一般都很短，比一般的光波波长还要短，可以根据结果的数量级大致判断结果是否合理．三、对概率波的理解例4 (多选)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；如果曝光时间足够长，底片上就出现了规则的干涉条纹，对这个实验结果下列认识正确的是( )A．曝光时间不长时，光子的能量太小，底片上的条纹看不清楚，故出现不规则的点B．单个光子的运动表现出波动性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波动性解析光是一种概率波，对于一个光子通过单缝落在何处，是不确定的，但概率最大的是中央亮纹处，可达95%以上，还可能落到暗纹处，不过落在暗纹处的概率最小(注意暗纹处并非无光子到达)．故C、D选项正确．答案CD归纳总结解决本题的关键是要明确对概率波的认识，知道概率波的规律就是统计规律，单个光子是不能确定落在哪个点上的，我们只能得到大量光子的落点区域．四、对不确定性关系的理解例5 质量为10 g的子弹与电子的速率相同，均为500 m/s，测量准确度为0.01%，若位置和速率在同一实验中同时测量，试问它们位置的最小不确定量各为多少？(电子质量为m＝9.1×10－31kg，结果保留三位有效数字)解析测量准确度也就是速度的不确定性，故子弹、电子的速度不确定量为Δv＝0.05 m/s，子弹的动量的不确定量Δp1＝5×10－4 kg·m/s，电子动量的不确定量Δp2≈4.6×10－32 kg·m/s，由Δx≥，子弹位置的最小不确定量Δx1＝m≈1.06×10－31 m，电子位置的最小不确定量Δx2＝m≈1.15×10－3 m.答案 1.06×10－31 m 1.15×10－3 m规律总结理解不确定性关系时应注意的问题(1)对子弹这样的宏观物体，不确定量是微不足道的，对测量准确性没有任何限制，但对微观粒子却是不可忽略的．(2)在微观世界中，粒子质量较小，不能同时精确地测出粒子的位置和动量，也就不能准确地把握粒子的运动状态．1．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表现出粒子性答案C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，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，其粒子性越显著，故选项C正确，D错误．2．(多选)在单缝衍射实验中，中央亮纹的光强占从单缝射入的整个光强的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C．可能落在暗纹处D．落在中央亮纹处的可能性最大答案CD解析根据光波是概率波的概念，对于一个光子通过单缝落在何处，是不确定的，但概率最大的是落在中央亮纹处．当然也可落在其他亮纹处，还可能落在暗纹处，不过，落在暗纹处的概率很小，故C、D选项正确．3．(多选)利用金属晶格(大小约10－10 m)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，普朗克常量为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答案AB解析得到电子的衍射图样，说明电子具有波动性，A正确；由德布罗意波长公式λ＝hp而动量p＝＝2meU两式联立得λ＝，B正确；由公式λ＝可知，加速电压越大，电子的波长越小，衍射现象越不明显；用相同动能的质子替代电子，质子的波长小，其衍射现象不如电子的衍射现象明显．故C、D错误．4．(多选)关于不确定性关系ΔxΔp≥有以下几种理解，正确的是( )A．微观粒子的动量不可确定B．微观粒子的位置不可确定C．微观粒子的动量和位置不可同时确定D．不确定关系不仅适用于电子和光子等微观粒子，也适用于宏观物体答案CD解析本题主要考查对不确定性关系ΔxΔp≥的理解，不确定性关系表示位置、动量的精度相互制约，此长彼消，当粒子的位置不确定性更小时，粒子动量的不确定性更大；反之亦然，故不能同时准确确定粒子的位置和动量，不确定性关系是自然界中的普遍规律，对微观世界的影响显著，对宏观世界的影响可忽略，故C、D正确．一、选择题(1～5为单选题，6～10为多选题)1．关于光子和运动着的电子，下列论述正确的是( )A．光子和电子一样都是实物粒子B．光子能发生衍射现象，电子不能发生衍射现象C．光子和电子都具有波粒二象性D．光子具有波粒二象性，而电子只具有粒子性答案C解析物质可分为两大类：一是质子、电子等实物；二是电场、磁场等，统称场．光是传播着的电磁场．根据物质波理论，一切运动的物体都具有波动性，故光子和电子都具有波粒二象性．综上所述，C选项正确．2．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，其德布罗意波长小答案C解析由德布罗意假说知德布罗意波长λ＝，式中h为普朗克常量，p为运动物体的动量，可见p越大，λ越小；p越小，λ越大．故C正确，A、B、D错误．3．如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等，则它们的________也相等．( )A．速度B．动能C．动量D．总能量答案C解析根据德布罗意波长公式p＝，因此选C.4．关于物质波，下列说法正确的是( )A．速度相等的电子和质子，电子的波长长B．动能相等的电子和质子，电子的波长短C．动量相等的电子和中子，中子的波长短D．甲电子的速度是乙电子的3倍，甲电子的波长也是乙电子的3倍答案A解析由λ＝可知，动量大的波长短，电子与质子的速度相等时，电子动量小，波长长，A正确；电子与质子动能相等时，由动量与动能的关系p＝可知，电子的动量小，波长长，B错误；动量相等的电子和中子，其波长应相等，C错误；如果甲、乙两电子的速度远小于光速，甲的速度是乙的三倍，甲的动量也是乙的三倍，则甲的波长应是乙的，D错误．5．如图1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( )图1A．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答案D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现象，则证明光具有粒子性，所以该实验证明了光具有波粒二象性，D正确．6．关于波的波粒二象性，说法正确的是( )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，粒子性越强，反之波动性明显，个别光子易显示粒子性，大量光子易显示波动性，故A、B、D正确．7．以下说法中正确的是( )A．光波和物质波都是概率波B．实物粒子不具有波动性C．光的波动性是光子之间相互作用引起的D．光通过狭缝后在屏上形成明暗相间的条纹，光子在空间出现的概率可以通过波动规律确定答案AD解析光波和物质波都是概率波，可通过波动规律来确定，故A、D正确，B错误；光的波动性是光的属性，不是光子间相互作用引起的，C错误．8．电子的运动受波动性的支配，对于氢原子的核外电子，下列说法正确的是( )A．氢原子的核外电子可以用确定的坐标描述它们在原子中的位置B．电子绕核运动时，可以运用牛顿运动定律确定它的轨道C．电子绕核运动的“轨道”其实是没有意义的D．电子轨道只不过是电子出现的概率比较大的位置答案CD解析微观粒子的波动性是一种概率波，对于微观粒子的运动，牛顿运动定律已经不适用了，所以氢原子的核外电子不能用确定的坐标描述它们在原子中的位置，电子的“轨道”其实是没有意义的，电子轨道只不过是电子出现的概率比较大的位置，综上所述，C、D正确．9．在单缝衍射实验中，从微观粒子运动的不确定性关系可知( )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≥知缝越宽，粒子位置的不确定性越大，则动量的不确定性越小，反之亦然，因此选项B、C正确．10．下表列出了几种不同物体在某种速度下的德布罗意波长和频率为 1 MHz的无线电波的波长，根据表中数据可知( )A.B．无线电波通常只能表现出波动性C．电子照射到金属晶体上能观察到它的波动性D．只有可见光才有波粒二象性答案ABC解析弹子球的波长相对太小，所以检测其波动性几乎不可能，A正确；无线电波波长较长，所以通常表现为波动性，B正确；电子波长与金属晶体尺度差不多，所以能利用金属晶体观察电子的波动性，C正确；由物质波理论知，D错误．二、非选择题11．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？答案(1)6.63×10－37 m (2)4.42×10－43 m(3)3.315×10－28 m/s解析(1)炮弹的德布罗意波长为λ1＝＝＝ m＝6.63×10－37 m.(2)它以光速运动时的德布罗意波长为λ2＝＝＝ m＝4.42×10－43 m.(3)由λ＝＝得v3＝＝ m/s＝3.315×10－28 m/s.12．已知＝5.3×10－35 J·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me＝9.1×10－31 kg，测定其位置的不确定量为10－10 m.答案见解析解析(1)由Δx·Δp≥得：球的速度测定的不确定量Δv≥＝ m/s＝5.3×10－29 m/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≥＝ 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．。
人教版高中物理选修3-5课件第十七章学案1-学案2
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电子 电子
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大于
粒子性
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图2
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Zx
xk
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转化为
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可见光 大于该金属 的极限频率
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大 Zx xk 电磁波 温度
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完全
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Zx
xk
图1 增加 较短
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学案1～学案2
整数倍 一份一份
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普朗克
量子化 分立
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图3
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图4
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Zx
xk
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学习· 探究区
பைடு நூலகம்
学案1～学案2
大于 无关 频率 入射光的强度
本学案栏目开关
能否发生光电效应
高中物理选修课件第十七章章末优化总结
拓展内容推荐
前沿科技介绍
介绍与第十七章相关的前沿科技，如超声波、次声波、非 线性振动等，拓宽学生视野。
相关领域探究
引导学生探究与第十七章相关的领域，如声学、地震学等 ，激发学生兴趣。
跨学科知识融合
鼓励学生将第十七章的知识点与其他学科知识进行融合， 如数学中的三角函数、复数等在振动和波动中的应用，培 养学生的跨学科思维能力。
解答填空题时，首先要仔细阅读题目，理解题意和所考查的知识点；其 次，要根据所学知识进行推理和计算，得出正确的答案并填写在空白处 。
举例说明
例如，一道关于牛顿第二定律的填空题，学生需要根据题目给出的物体 质量和加速度，计算出物体所受的合外力并填写在空白处。
计算题
题目类型
计算题是考查学生运用物理知识进行综合分析和计算能力的一种题型。通常要求学生根据 所给条件，运用物理公式和定理进行计算和推导。
找出正确答案。
举例说明
例如，一道关于电场强度的选择 题，学生需要理解电场强度的定 义、公式和影响因素，然后根据 题目给出的具体情境，选择正确
的答案。
填空题
01
题目类型
填空题是考查学生对物理基础知识掌握情况的一种题型。通常是在一段
文字或公式中留出空白，要求学生填写正确的物理量或表达式。
02 03
解题技巧
主要概念及公式
01
02
03
04
动量
物体的质量和速度的乘积，即 $p = mv$，表示物体运动的
状态。
冲量
力对时间的积累，即$I = Ft$ ，表示力对物体运动状态的影
响。
动量定理
物体动量的变化等于合外力的 冲量，即$Delta p = I$。
高中物理 第十七章 4概率波教案 新人教版选修3-5
概率波★新课标要求（一）知识与技能1．了解微粒说的基本观点及对光学现象的解释和所遇到的问题．2．了解波动说的基本观点及对光学现象的解释和所遇到的问题．3．了解事物的连续性与分立性是相对的，了解光既有波动性，又有粒子性．4．了解光是一种概率波．（二）过程与方法1．领悟什么是概率波2．了解物理学中物理模型的特点初步掌握科学抽象这种研究方法3．通过数形结合的学习，认识数学工具在物理科学中的作用（三）情感、态度与价值观理解人类对光的本性的认识和研究经历了一个十分漫长的过程，这一过程也是辩证发展的过程．根据事实建立学说，发展学说，或是决定学说的取舍，发现新的事实，再建立新的学说．人类就是这样通过光的行为，经过分析和研究，逐渐认识光的本性的．★教学重点人类对光的本性的认识的发展过程．★教学难点对量子化、波粒二象性、概率波等概念的理解★教学方法“创设情景，提出问题——观察思考，自主探索——讨论交流，总结归纳”为教学结构，采用“交流——互动”★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）引入新课课件播放：康普顿散射实验讲述：康普顿效应是γ射线或X 射线打在物质上，与物质中原子的核外电子发生相互作用，作用后产生散射光子和反冲电子的效应。
学生：观看课件，同时思考讨论该实验反映了光的什么性，思考光是粒子还是波？结论：康普顿效应进一步证实了光的粒子性。
是验证光的波粒二象性的重要物理实验之一。
点评：创设新奇的教学情景引入新课，激发学生的认知和学习兴趣，培养他们对新的科学知识的了解和探究精神。
课件播放：光的衍射讲述：光在传播中遇到障碍物会“绕行”结论：光具有波动性学生回忆：发生明显衍射现象的条件，分析讨论在平常不容易观察到明显衍射现象的原因，以及采用怎样的措施能够较为方便的观察到明显衍射现象？点评：适时的反思小结为不仅有利于知识的联系和巩固，更有利于学生良好学习习惯的形成。
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第十七章波粒二象性17.1能量量子化【教学目标】1．知道什么是黑体与黑体辐射。
2．了解“紫外灾难”。
3．知道什么叫能量子及其含意。
重点：黑体辐射的实验规律能量量子化难点：黑体辐射的理解【自主预习】1.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，所以叫做热辐射。
2．如果某种物体能够________入射的各种波长的电磁波而不发生________，这种物体就是绝对黑体，简称黑体。
黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的________有关。
3．普朗克假说：振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的________。
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________地辐射或吸收的。
这个不可再分的最小能量值ε叫做________，ε＝________，ν是电磁波的频率，h是一个常量，后被称为普朗克常量。
其值为h＝________ J·s。
4.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热辐射的特点物体在任何温度下都会发射电磁波，热辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而有所不同。
当物体温度较低时(如室温)，热辐射的主要成分是波长较长的电磁波(在红外线区域)，不能引起人的视觉；当温度升高时，热辐射中较短波长的成分越来越强，可见光所占份额增大。
(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。
如果一个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黑体辐射的特性：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。
5.黑体辐射的实验规律(1)温度一定时，黑体辐射强度随波长的分布有一个极大值。
(2)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，黑体一般物体热辐射特点辐射电磁波的强度按波长(或频率)的分布只与黑体的温度有关辐射电磁波的情况与温度、材料的种类及表面状况有关吸收及反射特点完全吸收各种入射电磁波，不反射既吸收，又反射，其能力与材料的种类及入射波长等因素有关【典型例题】选修3-5【例1】黑体辐射的实验规律如图17－1－3所示，由图可知 ()A．随温度升高，各种波长的辐射强度都有增加B．随温度降低，各种波长的辐射强度都有增加C．随温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动D．随温度降低，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动【例2】．关于对普朗克能量子假说的认识，下列说法正确的是()A．振动着的带电微粒的能量只能是某一能量值εB．带电微粒辐射或吸收的能量只能是某一最小能量值的整数倍C．能量子与电磁波的频率成正比D．这一假说与现实世界相矛盾，因而是错误的【例3】．红光和紫光相比()A．红光光子的能量较大；在同一种介质中传播时红光的速度较大B．红光光子的能量较小；在同一种介质中传播时红光的速度较大C．红光光子的能量较大；在同一种介质中传播时红光的速度较小D．红光光子的能量较小；在同一种介质中传播时红光的速度较小【例4】光是一种电磁波，可见光的波长的大致范围是400—700 nm、400 nm、700 nm电磁辐射的能量子的值各是多少？【课后练习】1．关于对黑体的认识，下列说法正确的是()A．黑体只吸收电磁波，不反射电磁波，看上去是黑的B．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关C ．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，与材料的种类及表面状况无关D ．如果在一个空腔壁上开一个很小的孔，射入小孔的电磁波在空腔内表面经多次反射和吸收，最终不能从小孔射出，这个空腔就成了一个黑体2．关于对热辐射的认识，下列说法中正确的是( )A ．热的物体向外辐射电磁波，冷的物体只吸收电磁波B ．温度越高，物体辐射的电磁波越强C ．辐射强度按波长的分布情况只与物体的温度有关，与材料种类及表面状况无关D ．常温下我们看到的物体的颜色就是物体辐射电磁波的颜色3．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4．某种光的光子能量为E ，这种光在某一种介质中传播时的波长为λ，则这种介质的折射率为( )A.λE hB.λE chC.ch λED.h λE5．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 表示普朗克常量，则激光器每秒发射的能量子数为( )A.Pc hλB.hc λC.λP hcD.λc hP6．20XX 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10－3 m 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7．在自然界生态系统中，蛇与老鼠和其他生物通过营养关系构成食物链，在维持生态平衡方面发挥着重要作用。
蛇是老鼠的天敌，它是通过接收热辐射来发现老鼠的。
假设老鼠的体温约为37 ℃，它发出的最强的热辐射的波长为λm。
根据热辐射理论，λm与辐射源的绝对温度T的关系近似为Tλm＝2.90×10－3 m·K。
(1)老鼠发出最强的热辐射的波长为()A．7.8×10－5 mB．9.4×10－6 mC．1.16×10－4 mD．9.7×10－8 m(2)老鼠发出的最强的热辐射属于()A．可见光波段B．紫外波段C．红外波段D．X射线波段8．二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 m，相应的频率范围是________，相应的光子能量的范围是________，“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________。
(已知普朗克常量h＝6.6×10－34 J·s，真空中的光速c＝3.0×108 m/s。
结果取两位数字)9．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2 400 J、波长λ为0.35 μm的紫外激光，已知普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，则该紫外激光所含光子数为多少个？(取两位有效数字)。
10．氦—氖激光器发出波长为633 nm的激光，当激光器的输出功率为1 mW时，每秒发出的光子数为多少个？例题答案：1.【答案】A、C、D【解析】由图可知，随温度升高，各种波长的辐射强度都有增加，且辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，当温度降低时，上述变化都将反过来。
故A、C、D正确，B错误。
2.解析：根据普朗克能量子假说知，A错误，B、C正确；普朗克能量子假说反映的是微观世界的特征，不同于宏观世界，D错误。
答案：B、C3.解析：此题只需比较红光和紫光的区别就行了，红光与紫光相比，红光波长较长、频率较低、光子能量较低、在同种介质中传播速度较快，正确答案为B 。
答案：B4.【答案】4.97×10－19 J2.84×10－19 J【解析】根据公式ν＝c λ和ε＝hν可知 400 nm 对应的能量子ε1＝h c λ1＝6.63×10－34×3.0×108400×10－9J ＝4.97×10－19 J700 nm 对应的能量子ε2＝h c λ2＝6.63×10－34×3.0×108700×10－9J ＝2.84×10－19 J课后练习答案：1.解析：黑体自身辐射电磁波，不一定是黑的，故A 错误；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，故B 错、C 对；小孔只吸收电磁波，不反射电磁波，因此是小孔成了一个黑体，而不是空腔，故D 错误。
答案：C2.解析：一切物体都不停地向外辐射电磁波，且温度越高，辐射的电磁波越强，A 错误，B 正确；选项C 是黑体辐射的特性，C 错误；常温下看到的物体的颜色是反射光的颜色，D 错误。
答案：B3.解析：在四种颜色的光中，红光的波长最长而频率最小，由光子的能量ε＝hν可知红光光子能量最小。
答案：A4.解析：这种光的频率为ν＝E h ，则这种光在介质中的传播速度为v ＝νλ＝λE h。
所以这种光在这种介质中的折射率为n ＝c v ＝ch λE， 即C 选项正确。
答案：C5.解析：每个激光光子的能量为ε＝h c λ，则激光器的发射功率为P ＝nε。
其中n 为激光器每秒钟发射的能量子数，所以n ＝λP hc，即C 选项正确。
答案：C6.解析：微波是一种电磁波，传播不需要介质，B 错误；由于分子和原子的热运动引起一切物体不断向外辐射电磁波，又叫热辐射，C 正确。
答案：A 、C 、D7.解析：(1)老鼠的体温T ＝(273＋37) K ＝310 K由题设条件λm 与T 的近似关系式：λm T ＝2.90×10－3 m·K得λm ＝2.90×10－3T ＝2.90×10－3310m ≈9.4×10－6 m ，B 正确。
(2)可见光的波长范围4.0×10－7～7.0×10－7 m ，λm 大于此范围，所以属于红外线，C 正确。
也可根据老鼠的体温不高不能辐射可见光进行判断。
答案：(1)B (2)C8.解析：由c ＝λν得ν＝c λ。
则求得频率范围为2.1×1011—1.9×1011Hz 。
又由E ＝hν得能量范围为1.4×10－22—1.3×10－22 J 。
温度越高分子无规则运动更剧烈，无规则热运动的平均动能也越大。
答案：2.1×1011Hz —1.9×1011Hz 1.4×10－22 J —1.3×10－22 J 平均动能增大9.解析：每个激光光子的能量为ε＝h c λ，该紫外激光中所含光子数为 n ＝E ε＝ 2 4006.63×10－34× 3.0×1080.35×10－6个 ≈4.2×1021个。
答案：4.2×102110.解析：据P ＝nhν，ν＝c λ，得 n ＝P hν＝1×10－36.63×10－34×3×108633×10－9≈3.2×1015(个)。