21光的量子性习题解答22微观粒子的波动性和状态描述习题解答

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高中物理测试题光的粒子性与波动性

高中物理测试题光的粒子性与波动性高中物理测试题：光的粒子性与波动性一、选择题1. 以下是关于光的粒子性和波动性的描述，正确的是：A. 光既有粒子性又有波动性B. 光只有粒子性，没有波动性C. 光只有波动性，没有粒子性D. 光既没有粒子性也没有波动性2. 下列现象中，属于光现象表现出波动性的是：A. 光电效应B. 光的偏振C. 光的衍射D. 光的光电效应3. 关于光的粒子性和波动性的实验与现象，以下说法错误的是：A. 霍尔效应证明光具有粒子性B. 杨氏干涉实验证明光具有波动性C. 光电效应实验证明光具有粒子性D. 双缝干涉实验证明光具有波动性4. 光的波动性和粒子性都可以用来解释以下现象，唯一正确的是：A. 光的干涉和光的衍射B. 光的反射和光的折射C. 光的散射和光的吸收D. 光的偏振和光的色散二、简答题1. 请简要解释光的粒子性和波动性，并给出相关实验或现象来支持你的解释。

2. 根据杨氏双缝干涉实验，解释光的波动性。

3. 根据光电效应实验，解释光的粒子性。

4. 什么是光的偏振现象？简述光的偏振与光的波动性之间的联系。

三、大作文光既具有粒子性又具有波动性，这是物理学中的一个重要概念。

粒子性和波动性两个不同的性质共同组成了光的本质。

粒子性表现为光的能量以离散的粒子，即光子的形式存在；而波动性则表现为光的传播方式类似于波动，具有干涉、衍射等波动现象。

光的波动性可以通过杨氏双缝干涉实验来解释。

在实验中，将一束光通过一个狭缝，然后照射到两个相隔一定距离的小孔上，形成两个次级波。

当这两个次级波相遇时，会出现干涉现象，即波峰与波峰相加，波谷与波谷相消。

这种干涉现象说明了光具有波动性，并且可以通过波的叠加产生干涉效应。

光的粒子性可以通过光电效应实验来解释。

光电效应是指当光照射到某些金属表面时，金属表面会产生电子的发射现象。

根据光电效应实验结果可知，只有当光的能量大于金属表面的逸出功时，金属才会发射电子。

这种现象表明光具有粒子性，光的能量以光子的形式存在，并且与电子发射的行为相关。

光的微粒说和波动说（附答案）

光的微粒说和波动说（附答案）一、光的微粒说和波动说光的本性问题很早就引起人们的注意，在对光的本性的探究中，逐渐形成了两种观点。

1．光的微粒说，认为光是从光源发出的高速运动的小颗粒。

这种看法可以圆满地解释光的直线传播，影的形成。

如果把小颗粒比喻成弹性小球，当小球碰在桌面上时，垂直于桌面的分速度，在与桌面碰撞时，原速反向弹回；平行与桌面的分速度不发生变化，则可以圆满地得出了反射定律。

在解释折射定律时，如果假设垂直于媒质的分速度在光密媒体中的速度分量变大，则可以圆满地解释光从光疏媒质射向光密媒质的近法线折射。

并能导出折射定律（即入射角正弦与折射角正弦之比为常数。

）但这就要假设光在光密媒质中速度较大。

但光的微粒说同时也遇到困难，即光入射到两种不同媒质界面时，为什么一部分光被反射，一部分被折射？另外，当两束光交叉相遇时，为什么能够沿原方向传播？2．光的波动说。

认为光是某种振动，以波动形式向周围传播。

光的波动说可以圆满解释光射向媒质界面时，可以同时发生反射和折射。

因为水波在遇到这类情况时，反射与折射可以同时发生。

两列波相遇时，可以仍照原方向传播。

用光的波动说还可以解释光从光疏媒质射向光密媒质的近法线折射，但是需假设光在光密媒质中的传播速度较小。

但当时还没有开展光速测定，所以哪种说法更合理，还无法确定。

另外，光的波动说在解释光的直线传播与影的形成等不如光的微粒说来得容易。

两种学说在解释光的一些现象时，既有成功的一面，又有不足的一面，都无法圆满解释所有的光学现象。

但因微粒说的代表人物是牛顿，因牛顿的地位和影响，所以微粒说在其后的很长一段时间内，一直占主导地位。

一直到19世纪初，光的干涉、衍射现象在实验中被相继观测到，特别是在光速的测定实验中，得到的是在光密媒质中的传播速度较小，波动说的地位逐渐得到承认。

二、光的干涉1．波的干涉两列波干涉的条件：频率相同，相差恒定，才可以产生稳定的干涉现象。

2．光的干涉：如果两个光源发出的光满足干涉条件，将也会观察到光的干涉现象。

量子习题解答

n 0,1,2,3...
8、氢原子：氢原子能级：
me4 1 1 En 2 13.6 2 (e V) 2 2 2 (4 0 ) n n
轨道角动量
L l (l 1)
轨道角动量沿磁场方向分量：Lz m 主量子数轨道量子数轨道磁量子数
n=1,2,3…
l=0,1,2,3…,n-1 ml=-l,-(l-1),…,0,1,..,l
h 0 ( 1 cos ) m0 c
4、不确定关系(1927)：
h 2
x p x (或, 或h) 位臵动量不确定关系： 2
能量时间不确定关系：Et / 2
5、氢原子光谱(1913) 谱线的波数
1 1 R ( 2 2 ) T ( m) T ( n) m n
玻尔磁子
电子自旋磁矩在磁场中的能量 Es B B
e B 9.27 10 24 J / T 2me
10、多电子原子的电子组态电子的状态用4 个量子数n,l,ml,ms确定。n相同的状态组成一壳层，可容纳2n2个电子；l相同的状态组成一次壳层，可容纳2（2l+1)个电子。基态原子电子组态遵循两个规律：（1）能量最低原理，即电子总处于可能最低的能级。一般n越大，l越大，能量就越高。（2）泡利不相容原理(1921)，不可能有两个或两个以上的电子处在同一量子状态。即不能有两个电子具有相同的n, l, ml , ms。
解：光子的散射角 θ π 时电子获得的能量最大， v 电子的反冲速度沿入射光子的运动方向.设为入 pe 射光的频率，为散射光的频率，为反冲电子的动 v 量。 1 由能量守恒有： h(v v) Ek
由动量守恒有: 2 式得由1 、

高中物理 5. 粒子的波动性和量子力学的建立课后练习、课时练习

一、单选题(选择题)1. 如图为氢原子光谱在可见光区域内的四条谱线Hα、Hβ、Hγ和，都是氢原子中电子从量子数n＞2的能级跃迁到n=2的能级发出的光，根据此图判定错误的是（）A．Hα对应的原子前后能级之差最小B．同一介质对Hα的传播速度最大C．光子的动量最大D．用Hγ照射某一金属能发生光电效应，则用Hβ照射同一金属一定不能产生光电效应2. 发光功率为P的激光器发出波长为λ的激光，假设某一光子与静止的电子发生正碰（）A．与电子碰撞后，光子的波长不变B．与电子碰撞后，光子的波长变短C．激光器发出光子的动量为D．激光器每秒钟发出光子的数量为3. 下列现象能反映“光具有粒子性”的是（）A．光能同时发生反射和折射B．光的干涉C．光的衍射D．光电效应4. 在白炽灯光的照射下，能从捏紧的两块玻璃板的表面看到彩色条纹；通过游标卡尺两个测量爪之间的狭缝去观察发光的白炽灯，也会看到彩色条纹，这两种现象（）A．都是光的衍射现象B．都是光的干涉现象C．前者是光的衍射现象，后者是光的干涉现象D．都是光的波动性的表现5. 下列说法不正确的是（）A．光的偏振现象，证明光是横波B．康普顿效应说明光具有波动性C．光电效应现象说明光具有粒子性D．电子衍射现象证实了电子的波动性6. 让电子束通过电场加速后，照射到金属晶格（大小约）上，可得到电子的衍射图样，如图所示。

下列说法正确的是（）A．电子衍射图样说明了电子具有波动性B．电子物质波波长比可见光波长更长C．加速电压越大，电子的物质波波长越长D．动量相等的质子和电子，对应的物质波波长不相等7. 下列说法正确的是（）A．爱因斯坦发现了光电效应，并提出相应理论，合理地解释了光电效应B．康普顿效应表明光有波动性；光电效应说明光有粒子性C．α粒子散射实验中，α粒子碰到电子会出现大角度散射D．电子的波动是概率波8. 太阳帆（英文名：So lar s ail s）是利用太阳光的光压进行宇宙航行的一种航天器。

光的粒子性和波动性测试题

光的粒子性和波动性测试题光既具有粒子性，又具有波动性，这一理论由量子力学的父亲之称的德布罗意首次提出，随后受到了爱因斯坦的验证和发展。

现在，我们来进行一些测试题，以加深我们对光的粒子性和波动性的理解。

题目1：光的粒子性实验验证请你简述爱因斯坦通过对光电效应的研究，验证了光的粒子性的实验过程和结果。

解析：在光电效应实验中，爱因斯坦观察到，当光照射到金属表面时，如果光的频率足够高，就会引起电子从金属中退出。

这一现象无法用传统的波动理论解释，而通过引入光子概念，将光看作是由一系列离散的粒子组成的，可以完美地解释这一现象。

爱因斯坦进一步提出，光电效应中电子的动能只与光的频率有关，而与光的强度无关。

这一结论进一步验证了光的粒子性。

题目2：光的波动性实验验证请你简要描述杨氏双缝实验验证了光的波动性的实验过程和结果。

解析：杨氏双缝实验是用来验证光的波动性的经典实验之一。

在实验中，光通过一个狭缝后，形成一道波阵面，然后这道波阵面经过两个很窄的缝隙，分裂成两个波阵面。

这两个波阵面在银幕上重叠，形成干涉条纹。

通过观察干涉条纹的分布，我们可以得出结论，光既具有波动性，能够产生干涉现象。

题目3：光的粒子性和波动性的矛盾为什么光既能够表现出粒子性，又能够表现出波动性？这是否与我们直观的经验相悖？解析：在我们的直观经验中，物体要么是粒子，具有确定的位置和速度，要么是波动，具有干涉和衍射等现象，两者似乎相互矛盾。

然而，在微观尺度上，光既具有粒子性又具有波动性，并不存在直接的矛盾。

这是因为光的双重性并非是我们所熟悉的宏观物体的特征，而是量子领域的基本规律。

光以光子的形式传播，具有粒子性质，同时在空间中展示出波动性质。

题目4：实践应用：物质波的实验验证简述物质波的实验验证过程和结果，以及物质波的应用领域。

解析：物质波是德布罗意提出的一种波动性质，具有与光波相似的特性。

物质波的实验验证通过电子衍射实验实现。

实验中，将经过速度选择器选择出相同速度的电子，然后让这些电子通过一个狭缝，最终在屏幕上形成干涉条纹。

第15章光的波动性和粒子性配套练习及答案

第十五章光的波动性和粒子性第一课时光的干与和衍射实战45分钟1.用单色光做双缝干与实验时，以下说法正确的选项是()A.入射光波长越长，干与条纹间距越大B.入射光频率越高，干与条纹间距越大C.把入射光中绿光变成紫光，干与条纹间距变小D.把入射光中绿光变成红光，干与条纹间距变小解析：由公式Δx＝ldλ可知，在d、l不变的情形下．Δx与λ成正比，因此A对．由于频率越高，依据c＝λf可知，λ越小，Δx也越小，故B错．因为λ绿＞λ紫，λ绿＜λ红，因此C对D错．答案：AC2．双缝干与实验装置如下图，双缝间的距离为d，双缝到像屏的距离为L，调整实验装置使得像屏上能够见到清楚的条纹，关于干与条纹的情形，以下表达正确的选项是()A.假设将像屏向左平移一小段距离，屏上的干与条纹将变得不清楚B.假设将像屏向右平移一小段距离，屏上仍有清楚的干与条纹d减小，像屏上的两个相邻明条纹间的距离变小d减小，像屏上的两个相邻暗条纹间的距离增大解析：屏上明暗条纹之间的距离老是相等的，其距离大小Δx与双缝之间距离d、双缝到屏的距离l及光的波长λ有关，即Δx＝ldλ，判定可得答案．答案：BD3．如下图，在暗室中从单色点光源S直接射到屏PP′上的一束光在Sb和Sd之间，从S射到平面镜MN再反射到屏PP′上的另一束光在Ma和Nc之间(S′是S在平面镜MN的像)．关于这时屏PP′上是不是可能显现明暗相间的条纹，以下说法正确的选项是()B.可能，出此刻a、b之间C.可能，出此刻b、c之间D.可能，出此刻c、d之间解析：由于S′是S的像，可当做两个相干光源，从S发出的光射到bd区域，(似乎)从S′射出的光(实际上是反射光)射到ac区域，故bc区为一起传播的区域，即干与区，必显现明暗相间的条纹，应选C.答案：C4．有关光的双缝干与和衍射的现象中，以下说法正确的选项是()A.不管用什么色光做双缝干与实验，中央必然是亮纹B.用白光做双缝干与实验时，取得的彩色亮纹中最靠近中央的是红光C.用白光做单缝衍射实验，取得的彩色条纹中偏离中央最远的是红光D.涂有增透膜的照相机镜头看上去呈淡紫色，是由于增透膜增强了对紫光的透射解析：因为中央到双缝的光程差恒为零，因其中央位置始终是亮纹，那么A正确；因为双缝实验中屏上干与条纹的间距与入射光波长成正比，白光中的紫光波长最短，因此取得的彩色条纹中最靠近中央的是紫色，那么B错；白光中红光的波长最长，对一样的单缝，红光的衍射现象最明显，取得的中央亮纹最宽，因此彩条中偏离中央最远的是红光，那么C 对；照相机镜头涂的增透膜，一般是针对人眼最灵敏的绿光设计的，使从镜头反射的绿光干与相消，而对太阳光中红光和紫光并无显著减弱，因此看上去呈淡紫色，并非是增强了对紫光的透射．答案：AC5．如下图，用单色光做双缝干与实验，P处为第二亮纹，改用频率较高的单色光重做实验(其他条件不变)时，那么第二亮纹的位置()P处P点上方P点下方解析：光的频率变高，波长变小，条纹间距变小，在P点下方会显现二级亮纹．答案：C6．在单色光的双缝干与实验中()C.从两个狭缝到屏上的路程差是光的波长的奇数倍处，显现暗条纹D.从两个狭缝到屏上的路程差是光的波长的整数倍处，显现亮条纹解析：波峰和波峰重叠处和波谷和波谷处的点均为振动增强点，显现亮纹，路程差是光的波长的整数倍处，显现亮条纹，路程差是光的半波长的奇数倍处，显现暗条纹．答案：AD7．用波长为λ的平行单色光照射双缝，在光屏上偏离中心的P点处恰好显现亮条纹，那么()λ的单色光照射，P点处必然显现亮条纹λ的单色光照射，P点处必然显现暗条纹λ2的单色光照射，P点处—定显现亮条纹λ2的单色光照射，P点处必然显现暗条纹解析：显现亮纹条件是Δs＝nλ，当波长变成2λ时，Δs不必然是2λ的整数倍，因此P 点可能是亮纹或暗纹．当波长变成λ/2时，Δs必然是λ/2的整数倍，故P点必然是亮纹．因此选C.答案：C8．劈尖干与是一种薄膜干与，装置如下图，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成—个劈形空气薄膜，当光垂直入射后，从上往下看到的干与条纹如下图．干与条纹有如下特点：(1)任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；(2)任意相邻明条纹或明条纹所对应的薄膜厚度差恒定．现假设在图装置中抽去一张纸片，那么当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后，从上往下观看到的干与条纹()A.变疏B．变密C.不变D．消失解析：撤去一张纸片后，劈形空气薄膜的劈势(即倾斜程度)减缓，相同水平距离上，劈势厚度转变减小，以致于干与时路程差转变减小，条纹变宽，条纹数量变少(变疏)，故A正确．答案：A9．一个半径较大的透明玻璃球体，截去上面的一大部份，然后将这—部份放到标准的水平面上，现让单色光竖直射向截面，如下图，在反射光中看到的是()解析：因为以玻璃球体与水平面的接触点为圆心的同一个圆周上，光通过空气楔形膜的路程差是相同的．因此干与条纹是环形的，应选B.答案：B点拨：此题是对薄膜干与的创新应用的考查．分析时要抓住在相同水平距离上，空气膜厚度转变变小这一前提，从而得出条纹变疏的结论．10．以下哪些属于干与现象()D.上表面附有油膜的厚玻璃板，受阳光照射，在油膜表面上会有彩色光斑解析：BD点拨：A是色散，C是全反射，B、D才是干与．答案：BD11．取两块平玻璃板，合在一路用手捏紧，从玻璃板上方会看到彩色条纹，这是光的干与现象，关于这一干与的以下说法正确的选项是()A.这是上、下两块玻璃板的上表面反射光干与结果B.这是上面那块玻璃的上、下两个表面的反射光干与的结果C.这是两玻璃板间的空气膜上、下两表面的反射光干与的结果D.这是下面玻璃的上、下两个表面反射光干与的结果解析：玻璃间形成的空气膜的上、下两表面的反射光产生的干与现象．答案：C12．用太阳光照射竖直放置的香皂膜，观看香皂膜的反射光，将会看到彩色条纹．关于这些彩色条纹的说法中正确的有()C.每一组完整的彩色亮线中，都是紫光在最上方D.每一组完整的彩色亮线中，都是红光在最上方解析：这是光的干与现象，不是由色散引发的；竖直放置的香皂膜从上到下厚度慢慢增大，在同一水平高度，膜的厚度是相同的，因此每一条亮线都是水平的；薄膜干与显现亮纹的条件是同一束入射光在薄膜前后两个表面别离反射后的光程差δ等于波长λ的整数倍．在入射光接近垂直于薄膜表面入射的情形下，光程差是由薄膜的厚度决定的，竖直放置的香皂膜从上到下厚度慢慢增大，光程差也慢慢增大．由于紫光波长最短，因此每一组亮线中老是紫光的光程差先达到波长整数倍，也确实是紫光的亮线在最上方．此题选C.答案：C13．关于光的衍射的以下说法中正确的选项是()B.若是障碍物的尺寸比光的波长大得太多，就不能发生光的衍射“听其声而不见其人”，是因为声波发生了明显衍射，而光波的衍射超级微弱解析：各类障碍物都能使光发生衍射，只是有明显和不明显的区别．小孔成像的原理是光的直线传播，而不是光的衍射．高墙的高度一样是几米，那个尺寸跟声波的波长能够相较，但比光的波长大得多，因此显现“听其声而不见其人”的现象．此题选C.答案：C14．某同窗以线状白炽灯为光源，利用游标卡尺两测脚间形成的狭缝观看光的衍射现象后，总结出以下几点，你以为正确的选项是()A.假设狭缝与灯泡平行，衍射条纹与狭缝平行B.假设狭缝与灯泡垂直，衍射条纹与狭缝垂直解析：若是狭缝与线状白织灯平行，衍射条纹与狭缝平行且现象明显，而衍射条纹的疏密程度与缝宽有关，狭缝越小，条纹越疏；条纹间距与光的波长有关，波长越长，间距越大．答案：ACD点拨：对单缝衍射狭缝越小衍射更明显，扩展范围更大，因此条纹更疏；而条纹间距跟光的波长成正比(其它条件不变情形下)．15．关于光的衍射现象，下面说法正确的选项是()C.阳光照射到窗口玻璃上在室内显现大光斑，说明光沿直线传播，不存在光的衍射D.光照射到不透明的小圆板上显现泊松亮斑，这说明光发生了衍射答案：AD16．关于光的衍射的以下说法中正确的选项是()解析：一切波都可发生衍射，因为衍射是波的特点，A对．双缝干与中光通过每一个狭缝时均伴随有光的衍射．影是光沿直线传播形成的，光的直线传播和衍射是光在不同情形下的行为，不是矛盾对立的．答案：ABC17．登山运动员在登雪山时要注意避免紫外线的过度照射，尤其是眼睛更不能长时刻被紫外线照射，不然将会严峻地损坏视力．有人想利用薄膜干与的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛的损害的眼镜．他选用的薄膜材料的折射率为n，光速为c.所要排除的紫外线的频率f，那么它设计的这种“增反膜”的厚度至少是()解析：λ＝c/f，紫外线在膜中波长是Cnf ，因此厚度为C2nf.答案：D18．某高层建筑物外墙大量利用的幕墙玻璃，在白天时外面的人看不清室内的物体．而室内的人却能较清楚地看到外面的景物，其要紧缘故是()B.在玻璃外表面涂有高反膜(即对光的反射率远大于透射率的物质)解析：高反膜的原理与增透膜原理相反，它使从膜前后表面反射出来的光叠加增强，如此由能量守恒可知透射光必减弱，在白天室内光线本身就弱，因此透射出来的就更少，外面就看不清室内的物体，而室外光线很强，因此能透射一部份光线，室内的人能较清楚地看见外面的景物．答案：B19．如下图，A、B两幅图是由单色光别离入射到圆孔而形成的图案．其中图A是光的________(填“干与”或“衍射”)图象，由此可判定出图A所对应的圆孔的孔径________ (填“大于”或“小于”)图B所对应的圆孔的孔径．解析：据题意知A图为小孔衍射图，而B图说明未发生衍射，故A对应孔小于B对应孔直径．答案：衍射小于点拨：由题意知是一个圆孔，而且条纹是不等间距的，因此A是衍射而不是干与．20．如下图，在双缝干与实验中，S1和S2为两狭缝，P是光屏上的一点，已知P点与S1和S2距离之差为×10－6m，今别离用A、B两种单色光在空气中做双缝干与实验．(1)已知A光在折射率为n＝的介质中波长为4×10－7m，问P点是亮条纹仍是暗条纹；(2)已知B光在某种介质中波长为×10－7m，当B光从这种介质射向空气时，临界角为37°，问P点是亮条纹仍是暗条纹．解析：(1)依照显现亮条纹或暗条纹的条件来判定．设A单色光在空气和介质中的波长别离为λ0和λ，由c ＝λ0f ，v ＝λf 和n ＝c v 得：λ0＝nλ＝6×10－7Δs ＝(2n ＋1)λ2(n ＝0、一、二、3....)，因此P 点应是暗条纹．(2)由sin C ＝1n 可知：n ＝53，因此λ0＝nλ＝×10－7Δs ＝4λ0，故P 点应是亮条纹．点拨：这种综合题的求解方式除用到判定明条纹和暗条纹的条件，还要用到几何光学中的诸多知识，分析时要注意前后联系．第二课时光电效应光的偏振激光光谱实战45分钟1．如下图，与锌板相连的验电器的铝箔原先是张开的，此刻让弧光灯发出的光经一狭缝后照射到锌板，发此刻锌板上形成明暗相间的条纹，同时与锌板相连的验电器的铝箔张角变大，以上实验事实说明：D.假设改用激光器发出的红光照射锌板，观看到验电器的铝箔张角那么必然会变得更大解析：当弧光灯发出的紫外线通过狭缝照在锌板上，锌板上形成明暗相间的条纹，发生衍射现象，中心条纹宽度最宽，说明光有波动性；同时与锌板相连的验电器的铝箔张角变大，发生了光电效应，电子飞出，锌板原带正电，说明光有粒子性．因此A正确，B、C错误．红光的频率小于锌板的极限频率，不发生光电效应，D错误．答案：A点评：这道题要求学生把握光的衍射图象的特点与光电效应的实质．2．在做光电效应实验中，某金属被光照射发生了光电效应，实验测出了光电子的最大初动能E K与入射光的频率ν的关系如下图，由实验图象可求出()解析：依照爱因斯坦光电效应方程E K＝hν－W，任何一种金属的逸出功W必然，说明E K随ν的转变而转变，且是线性关系(与y＝ax＋b类似)，直线的斜率等于普朗克恒量，直线与横轴的截距OA 表示E K ＝0时的频率ν0，即为金属的极限频率，由波速公式c ＝ν0λ0.求该金属发生光电效应照射光的极限波长．E K ＝hν－W ，E K ＝0时有hν－W ＝0，ν0＝W h，又由波速公式，得c ＝ν0λ0，λ＝hc W应选A 、B 、D 与横纵轴截距的物理意义．注意将有关的物理知识和数学的图线联系起来，培育用数学知识．答案：ABD3．对爱因斯坦光电效应方程E k ＝hν－W ，下面的明白得正确的有 ( )A.只若是用同种频率的光照射同一种金属，那么从金属中逸出的所有光电子都会具有一样的初动能E KW 表示每一个光电子从金属中飞出进程中克服金属中正电荷引力所做的功W 和极限频率ν0之间应知足关系式W ＝hν0解析：爱因斯坦光电效应方程E k ＝hν－W 中的W 表示从金属表面直接中逸出的光电子克服金属中正电荷引力做的功，因此是所有逸出的光电子中克服引力做功的最小值．对应的光电子的初动能是所有光电子中最大的．其它光电子的初动能都小于那个值．假设入射光的频率恰好是极限频率，即恰好能有光电子逸出，可明白得为逸出的光电子的最大初动能是0，因此有W ＝hν0.由E k ＝h v －W 可知E k 和v 之间是一次函数关系，但不是成正比关系．此题应选C.答案：C4．如图，当电键K 断开时，用光子能量为 eV 的一束光照射阴极P ，发觉电流表读数不为零．合上电键，调剂滑线变阻器，发觉当电压表读数小于 V 时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于 V 时，电流表读数为零．由此可知阴极材料的逸出功为( )B ．D ．解析：E K＝hν－W可知W＝eV.选A.答案：A5．下面关于X射线的表达，正确的选项是()解析：X射线是中性射线，不带电，因此在电场和磁场中不偏转．答案：BC6．下述表达伦琴射线的说法中正确的选项是()γ射线容易显现干与、衍射现象解析：伦琴射线是高速电子流射到任何固体上而产生的，而不是电子流．答案：BD7．以下说法符合实际情形的是()X射线对病房和手术室消毒解析：医院里经常使用来消毒的是紫外线，用来检查病变、透视的才是X射线．由于红外线波长较长，易发生衍射现象，因此较易穿透云雾烟尘．答案：C8．关于电磁波谱的说法中，正确的选项是()A.红外线的显高作用是热作用，紫外线有显著的化学作用B.在各类电磁波中，最容易表现出干与和衍射现象的是γ射线射线的穿透本领比γ射线更强D.在电磁波中，X射线与γ射线有专门大一部份重叠区域，因此二者产生机理应该是一样的解析：A选项与客观事实一致，而C选项与客观事实相矛盾．干与和衍射是波的特点，依据发生干与和衍射的条件，显然波长越长越易知足，而γ射线频率专门大，波长很短，因此B错．关于D选项中，射线产生机理与电磁波谱中区城重叠是两码事，对电磁波谱按波长(或频率)的大小来排列是人为的，而产生这种重叠的全然缘故是：原子内层电子受激发产生的X射线，不都是同频率的，一样，原于核受激发而产生γ射线也不都是同频率的，于是较高频率的X射线和较低频率的γ射线在波谱中产生了重叠．答案：A点拨：此题最易选错的是D选项，两种射线部份区域的重叠只是一种表面现象，分析时要弄清其全然缘故．9．风云二号卫星发送回地面的红外云图是由卫星上设置的具有接收云层辐射的红外线感应器完成的，云图上的黑白程度是由辐射红外线的云层的温度高低决定的，这是利用了红外线的()A.穿透性B．热效应C.不可见性D．化学效应解析：红外线是不可见光，人眼无法觉察到，因此C错．它的波长大频率低，穿透能力较弱，A错．它的要紧作用是热效应，由于物体温度越高，向外辐射的红外线越强，正是利用这一作用取得大气层的遥感图，故B对D错．答案：B10．地球的大气层中，大体不变的成份为氧、氮、氩等，占大气总量的%.可变气体成份要紧有二氧化碳(CO2)、水气和臭氧等，这些气体的含量很少，但对大气物理状况阻碍却专门大．据研究：人类大量燃烧矿物燃料放出CO2，使大气中的CO2浓度不断增大，是致使“温室效应”的要紧缘故．即：使大气的平均温度上升，从而致使一系列生态环境问题．由此可判定：CO2比大气中的氧、氮、氩等大体不变的气体成份()解析：红外线的要紧作用是热效应，紫外线的要紧作用是化学作用，因此CO2对红外线的吸收作用强是致使温室效应的全然缘故．答案：D11．如下图是伦琴射线管的示用意．以下有关伦琴射线管和伦琴射线的说法中正确的选项是()A发出的解析：灯丝电源作用是使灯丝达到灼热状态而发射电子，因此用交流低压电源也可达到目的．伦琴射线频率比光波大，因此波长小于可见光．综上所述，应选ABC.答案：ABC12．为了观看到纳米级的微小结构，需要用到分辨率比光学显微镜更高的电子显微镜．以下说法中正确的选项是()A.电子显微镜所利用电子物质波的波长能够比可见光短，因此不容易发生明显衍射B.电子显微镜所利用电子物质波的波长能够比可见光长，因此不容易发生明显衍射C.电子显微镜所利用电子物质波的波长能够比可见光短，因此更易发生明显衍射D.电子显微镜所利用电子物质波的波长能够比可见光长，因此更易发生明显衍射解析：为了观看纳米级的微小结构，用光学显微镜是不可能的．因为可见光的波长数量级是10－7m，远大于纳米，会发生明显的衍射现象，因此不能精准聚焦．若是用很高的电压使电子加速，使它具有专门大的动量，其物质波的波长就会很短，衍射的阻碍就小多了．因此此题应选A.答案：A13．以下哪些波能发生偏振现象()A．声波B．电磁波C．横波D．纵波解析：只有横波才能发生偏振现象．声波是纵波，电磁波是横波，因此正确选项是BC.答案：BC14．如下图，让自然光照射到P、Q两偏振片下，当P、Q两偏振片的透振方向夹角为以下哪些度数时，透射光的强度最弱()A．0°B．30°C．60°D．90°解析：因为光是横渡，自然先通过偏振片P后变成偏振光，因此当P与Q的透振方向相互垂直时，透过Q的光的强度最弱，几乎为零．答案：D15．用自然光照射偏振片，在偏振片后放置—光屏，下面说法正确的选项是()D.若是以光的传播方向为轴旋转偏振片，那么屏上光的亮度将变暗解析：自然光通过偏振片后便取得只有一个振动方向的偏振光．答案：B16．两个偏振片紧靠在一路，将它们放在一盏灯的前面以致没有光通过．若是将其中的一片旋转180°，在旋转进程中，将会产生下述的哪—种现象()B.透过的光的强度先增强，再减弱，然后又增强C.透过的光的强度先增强，然后减少到非零的最小值D.透过的光的强度先增强，然后又减少到零解析：起偏器(先通过光的偏振片)和检偏器的偏振方向垂直时，没有光通过；偏振方向平行时，光的强度达到最大．答案：D17．将激光束的宽度聚焦到纳米级(10－9m)范围内，可修复人体已损坏的器官，对DNA 分子进行超微型基因修复，把至今尚令人无奈的癌症、遗传病等完全肃除，这是利用了激光的()B．单色性好的特性D．粒子性好的特性解析：由于激光能在很小的空间、很短的时刻内集中专门大的能量，因此可修复器官、肃除病变，这是利用了激光亮度高、强度大的特性．答案：C点拨：判定这种问题要熟记激光的特点并了解激光在各个领域的利用．18．在做双缝干与实验时，经常使用激光做光源，这主若是应用了激光的()B．单色性好的特性D．方向性好的特性解析：要发生双缝干与必需知足相干条件，而激光由于频率相同．振动状态(方向等)完全相同，因此知足条件．答案：B19．为了转播火箭发射现场的实况，在发射场成立了发射台，用于发射广播电台和电视台两种信号．其中广播电台用的电磁波波长为550 m，电视台用的电磁波波长为m．为了不让发射场周围的小山挡住信号，需要在小山顶上建了一个转发站，用来转发________信号，这是因为该信号的波长太________，不易发生明显衍射．解析：电磁波的波长越长越容易发生明显衍射，波长越短衍射越不明显，表现出直线传播性．这时就需要在山顶建转发站．因此此题的转发站必然是转发电视信号的，因为其波长太短．答案：电视、短20．一种红宝石激光器发射的激光是不持续的一道道闪光，每道闪光称为—个光脉冲．假设这种激光器光脉冲的持续时刻为×10－11s，波长为nm，发射功率为×1010W，问(1)每列光脉冲的长度是多少？(2)用红宝石激光器照射皮肤上色斑，每10 mm2色斑上吸收能量达到60 J以后，便慢慢消失．一颗色斑的面积为50 mm2，那么要吸收多少个红宝石激光脉冲，才能慢慢消失？解析：光脉冲持续时刻即为发射一个光脉冲所需要的时刻，因此一个光脉冲的长度为ΔI ＝cΔt＝×108××10－11m＝×10－3m，一个光脉冲所具有的能量为：ΔE＝PΔt＝×1010××10－11J.排除面积为50 mm2的色斑需要的光脉冲数是：n＝ES1ΔES ＝60×50×10＝300(个)．答案：(1)×10－3m(2)300个点拨：此题中是利用了激光的平行度好和亮度高的特点．分析此题时要正确明白得光脉冲持续时刻的含义．第三课时用双缝干与测光的波长实战45分钟1.用单色光做双缝实验时，从中央O点开始计数．在光屏上某点P恰为第三条亮纹．现改用频率较高的单色光照射，装置其他条件不变，那么()A. P处仍为第三条亮纹B. P处可能是第四条暗纹C. P处可能是第二条亮纹D. 假设将光屏向双缝移近一些，在P处可能是看到第二条亮纹解析：依照波程差分析，从中央O点开始计数的亮纹级数对应的波程不同离为0、λ、2λ，当频率变高后．光波波长λ变小，因此P点可能知足：2λ＝3λ′，显现第四级亮纹，那么B选项正确．又有波程差公式δ＝xdl，光屏向双缝移近即变小，波程差变大，P的亮纹级数将提高．D选项错误．答案：B2．假设把杨氏双缝干与实验改在水中进行，其他条件不变，那么取得的干与条纹间距将如何转变()A. 变大B. 变小C. 不变D. 不能确信解析：光在水中的波长小于空气中波长，由条纹间距公式Δx＝ldλ知，Δx∝λ，B选项正确．答案：B3．用双缝干与测光的波长，实验中采纳双缝干与仪，它包括以下元件：A．白炽灯B．单缝片C．光屏D．双缝E．遮光筒F．滤光片(其中双缝和光屏连在遮光筒上)(1)把以上元件安装在光具座上时，正确的排列顺序是：A______________(A已写好)．(2)正确调剂后，在屏上观看到红光的干与条纹，用测量头测出10条红亮纹间的距离为a，改用绿色滤光片，其它条件不变，用测量头测出10条绿亮纹间的距离为b，那么必然有a________b．(填“大于”、“小于”、或“等于”)(3)在双缝干与实验中，滤光片的作用是____________，单缝的作用是____________，双缝的作用是____________．答案：(1)FBDEC(2)大于(3)取得单色光；提供线状光源；提供相干光源．。

【人教版】物理选修3-5：17.3《粒子的波动性》(附答案)

一、光的波粒二象性 1．光的波粒二象性光既具有波动性，又具有粒子性，即光具有波粒二象性。
2．光子的能量和动量 (1)能量：ε＝ hv 。
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＝ hv 和 p＝hλ揭示了光的粒子性和波动性之间的密切关系，普朗克常量 h 架起了粒子性与波动性之间的桥梁。
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．光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光电效应说明
光具有粒子性
[思路点拨] 解答本题应注意以下三个方面：
(1)光子与实物粒子的区别。
(2)光的波粒二象性是光的本性。
(3)光显示波动性或粒子性是有条件对应的。
[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，A 错误；虽然光子和电子都是微观粒子，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，所以不能说光子和电子是同样的一种粒子，B 错误；波长长，容易发生干涉、衍射，波动性强，反之，波长短，光子能量大，粒子性强，C 正确；干涉、衍射是波特有的现象，光电效应说明光具有粒子性，D 正确。
对光的波粒二象性的理解
1．对光的本性认识史人类对光的认识经历了漫长的历程，从牛顿的光的微粒说、托马斯·杨和菲涅耳的波动说，从麦克斯韦的光的电磁说到爱因斯坦的光子说。直到二十世纪初，对于光的本性的认识才提升到一个更高层次，即光具有波粒二象性。

22微观粒子的波动性和状态描述习题解答

解：非相对论动能E kp= h /代入上式，则1 2mv2，而p = mv ，所以E k 2—。

又根据德布罗意关系有2mE kh 2 2m 24.98X 10 6 eV第二十二章微观粒子的波动性和状态描述选择题1如果两种不同质量的粒子，其德布罗意波长相同，则这两种粒子的 (A )A.动量相同B.能量相同C.速度相同D.动能相同2 •关于不确定关系 x p x —有以下几种理解，其中正确的是：(C )2(1) 粒子的动量不可能确定 (2) 粒子的坐标不可能确定(3) 粒子的动量和坐标不可能同时确定(4)不确定关系不仅适用于电子和光子，也适用于其它粒子3. 将波函数在空间各点的振幅同时增大 2倍，则粒子在空间的分布概率密度将二填空题1.运动速率等于在300K 时方均根速率的氢原子的德布罗意波长是。

质量为M=1g ,以速度v =1cm -s 1运动的小球的德布罗意波长是10 20nm 。

(氢原子质量m H = x 10 27 kg )2•当电子受到的加速电压作用后，其德布罗意波长为x10 13 m 。

(提示：须考虑相对论效应)3. 如果电子被限制在边界 x 与x + x 之间，x =,，则电子动量x 分量的不确定量近似为 x 10 23 _kg m/s 。

4. 如果系统的激发态能级宽度为，此态的寿命是 X 10 16 s 。

5 .设描述微观粒子运动的波函数为(r, t)，则*表示粒子在t 时刻在(x , y , z )处出现的概率密度；(r, t)须满足的条件是单彳________ ;其归一化条件是W 2 dxdydz= 1 。

三计算题1.若不考虑相对论效应，则波长为 550nm 的电子的动能是多少 e VA. ( 1), (2)B. (2), (4)C. ( 3), (4)D. (4), (1) A.增大2倍 B.增大2倍C.增大4倍D.不变2 •假如电子运动速度与光速可以比拟，则当电子的动能等于它静止能量的 2倍时,其德布罗意波长为多少解：若电子的动量是它的静止能量的两倍，则:2 2 2m c m e c = 2 m e c故： m = 3 m e 由相对论公式 m m e ,1 v 2 c 2 有解得德布罗意波长为3.同时确疋能量为量不确定值的相对比值3m e m e ..1 v 2 c 2v , 8c 3h mv h. . 8m e c 8.58X 10 13 m1KeV 的电子的位置与动量时，若位置的不确定值在以内，则动 p / p 至少为多少解：1KeV 的电子的动量（按非相对论计算）为12 23p2mE k1.71X 10 kg m s根据不确定关系式x p ，得到x 1.06X 10 24 kg m s故 p/ p 0.062。

2025人教高中物理同步讲义练习选择性必修三4.5粒子的波动性和量子力学的建立(含答案)

2025人教高中物理同步讲义练习选择性必修三4.5粒子的波动性和量子力学的建立（含答案）4.5粒子的波动性和量子力学的建立知识点一、粒子的波动性1．德布罗意波：每一个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，也叫波．2．粒子的能量ε和动量p跟它所对应的波的频率ν和波长λ之间的关系：ν＝εh，λ＝hp.知识点二、物质波的实验验证1．实验探究思路：、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，也应该发生或衍射现象．2．实验验证：1927年戴维孙和汤姆孙分别用单晶和多晶晶体做了电子束衍射的实验，得到了电子的衍射图样，证实了电子的3．说明：除了电子以外，人们陆续证实了中子、质子以及原子、分子的，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．4．电子、质子、原子等粒子和光一样，也具有性．知识点三、量子力学的建立对物质波的理解(1)任何物体，小到电子、质子，大到行星、太阳都存在波动性，这种波叫物质波，其波长λ＝h p.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．(2)德布罗意假说是光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．如光子的能量：ε＝h ν，动量p ＝h λ；微观粒子的动能：E k ＝12mv 2，动量p ＝mv .[例题1]下列说法正确的是（）A．物质波属于机械波B．只有像电子、质子、中子这样的微观粒子才具有波动性C．德布罗意认为，任何一个运动着的物体，都具有一种波和它对应D．宏观物体运动时，看不到它的衍射或干涉现象，所以宏观物体运动时不具有波动性[例题2]实物粒子和光都具有波粒二象性．下列事实中不能突出体现波动性的是（）A．电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样B．人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构C．人们利用电子显微镜观测物质的微观结构D．光电效应实验中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关[例题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，方法是让电子通过电场加速，然后让电子束照射到金属晶格上，从而得到电子的衍射图样。

高中物理(新人教版)选择性必修三课后习题：粒子的波动性和量子力学的建立(课后习题)【含答案及解析】

粒子的波动性和量子力学的建立课后篇素养形成必备知识基础练1.关于德布罗意波,下列说法正确的是( )A.所有物体不论其是否运动,都有对应的德布罗意波B.任何一个运动着的物体都有一种波和它对应,这就是德布罗意波C.运动着的电场、磁场没有相对应的德布罗意波D.只有运动着的微观粒子才有德布罗意波,对于宏观物体,不论其是否运动,都没有相对应的德布罗意波,都有一种波与它对应,即物质波,物质有两类:实物和场,所以B 正确。

2.1927年戴维森和汤姆孙完成了电子衍射实验,该实验是荣获诺贝尔奖的重大近代物理实验之一。

下图所示的是该实验装置的简化图。

下列说法不正确的是( )A.亮条纹是电子到达概率大的地方B.该实验说明物质波理论是正确的C.该实验说明了光子具有波动性D.该实验说明实物粒子具有波动性,实物粒子也具有波动性,亮条纹是电子到达概率大的地方,不能说明光子具有波动性,故选C 。

3.质量为m 的粒子原来的速度为v ,现将粒子的速度增大为2v ,则该粒子的物质波的波长将(粒子的质量保持不变)( )A.保持不变B.变为原来波长的两倍C.变为原来波长的一半D.变为原来波长的√2倍,粒子速度为v 时,λ1=ℎmv ;粒子速度为2v 时,λ2=ℎ2mv ,λ2=12λ1。

可知C 正确,A 、B 、D 错误。

4.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.质量为10-3 kg、速度为10-2 m/s的小球,其德布罗意波长约为10-28 m,不过我们能清晰地观测到小球运动的轨迹C.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D.以上说法均不能体现波动性,能清晰观察到轨迹,说明宏观物体的粒子性。

利用热中子研究晶体的结构正体现了实物粒子的波动性。

5.已知氢原子基态能量为-13.6 eV,电子质量m=9.1×10-31 kg,电子的动能和势能的关系为E k=-12E p,求氢原子中基态电子的德布罗意波的波长。

2021-2022高二物理人教版选修3-5课后作业：17.3 粒子的波动性 Word版含解析

3粒子的波动性1.人类对光的本性的生疏经受了曲折的过程。

下列关于光的本性的陈述符合科学规律或历史事实的是()A.牛顿的“微粒说”与爱因斯坦的“光子说”本质上是一样的B.光的双缝干涉试验显示了光具有波动性C.麦克斯韦预言了光是一种电磁波D.光具有波粒二象性解析:牛顿的“微粒说”认为光是一种物质微粒,爱因斯坦的“光子说”认为光是一份一份不连续的能量,明显选项A错;干涉、衍射是波的特性,光能发生干涉说明光具有波动性,选项B正确;麦克斯韦依据光的传播不需要介质,以及电磁波在真空中的传播速度与光速近似相等从而认为光是一种电磁波,后来赫兹用试验证明白光的电磁说,选项C正确;光具有波动性与粒子性,称为光的波粒二象性,选项D正确。

答案:BCD2.用很弱的光做双缝干涉试验,把入射光减弱到可以认为光源和感光胶片之间不行能同时有两个光子存在,如图所示是不同数量的光子照射到感光胶片上得到的照片。

这些照片说明()A.光具有粒子性B.光具有波动性C.光既有粒子性,又有波动性D.光的波动性不是光子之间的相互作用引起的解析:少量光子通过双缝后照片上呈现不规章分布的亮点显示了光的粒子性,大量光子通过双缝后照片上获得了双缝干涉条纹,说明光具有波动性;光子先后依次通过双缝,说明光的波动性不是光子之间的相互作用引起的。

故C、D正确。

答案:CD3.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,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,A项错误;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,不能说光子与电子是同样一种粒子,B项错误;光的波粒二象性的理论和试验表明,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。

《光的粒子性和粒子的波动性》相关例题

“光的粒子性”与“粒子的波动性”我们知道，光是由许多光子组成的，具有波粒二象性。

而大量、低频光子的行为反映出明显的波动性，而少量、高频光子的行为则反映出明显的粒子性。

光的波动性前已提及，光的粒子性则集中反映于光电效应以及胶片被少数光子感光的实验当中。

而且，任何运动物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，皆有一种波与之对应，即所谓德布罗意波。

本文拟对此问题的解决作一初步探讨。

一、破解依据欲解决上述“两类”问题，试归纳以下几条“依据”：㈠光电效应的规律：⑴条件：0νν＞；⑵W h E k -=νmax ——光电效应方程；⑶瞬时性：（10-9s ）；⑷I i ∝.㈡光子说：光子能量νh E =；其动量λh p =；其质量λc h c E m ==2。

㈢光速、波长和波长的关系：νλ=v 。

㈣物质波：即德布罗意波，其波长为p h =λ。

二、解题示例为解释光电效应现象，爱因斯坦提出光子说。

下面，我们先应用光子说和光电效应的规律，来分析和解决关于“光子”、“光电效应”的一些例题。

[例题1]（’04天津）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s J ⋅⨯-341063.6，光速为s m /100.38⨯，则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是（）A. 18103.2-⨯WB. 19108.3-⨯WC. 48100.7-⨯WD. 48102.1-⨯W[解析]首先，易知人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率为①t nE P ------=式中E 为单个光子的能量。

显然，②c h h E ----==λν再由①②式，代入已知数据即可求出)(103.21 10530100.31063.66189834WtnhcP---⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==λ因此，本题答案为：A。

[点拨]由例1解析可见，解答此类问题常用光子的能量公式和光速-频率和波长的关系。

《第十四章微观粒子的波粒二象性》试卷及答案_高中物理选择性必修第三册_2024-2025学年

《第十四章微观粒子的波粒二象性》试卷(答案在后面)一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）1、关于光的波粒二象性，下列说法正确的是：A. 光在传播时表现为波动性，在与物质相互作用时表现出粒子性。

B. 光在所有情况下都只表现出波动性。

C. 光在所有情况下都只表现出粒子性。

D. 光的波动性和粒子性是完全独立的现象，互不影响。

2、根据德布罗意假设，下列哪个公式正确表达了微观粒子的波长与其动量的关系？A.(λ=ℎ/(2πp))B.(λ=ℎ/p)C.(λ=2πℎ/p)D.(λ=p/ℎ)3、根据德布罗意假说，下列哪个粒子的德布罗意波长最长？A、光子B、电子C、中子D、质子4、在双缝干涉实验中，若增大双缝间距，则下列哪个现象会发生变化？A、干涉条纹间距增大B、干涉条纹间距减小C、干涉条纹的明暗程度D、干涉条纹的分布形状5、下列关于微观粒子波粒二象性的描述正确的是（）。

A、只有电子表现出波粒二象性。

B、光子不具有波粒二象性。

C、波粒二象性只适用于高速运动的微观粒子。

D、所有微观粒子（如电子、光子等）均表现出波粒二象性。

6、在双缝干涉实验中，如果只射入单个电子，我们在荧光屏上看到的图像将是（）。

A、一条清晰的直线。

B、一条条不规则噪点。

C、逐渐累积形成干涉条纹。

D、一个稳定的亮斑。

7、根据德布罗意波长公式，一个电子的德布罗意波长短约为多少？（取电子质量为9.1×10-31kg，普朗克常数为6.63×10-34Js，光速为3.0×10^8m/s）A. 1.2×10^-10mB. 1.2×10^-9mC. 1.2×10^-8mD. 1.2×10^-7m二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）1、下列关于光的波粒二象性的描述中，正确的是：A、光的干涉现象证明了光具有波动性B、光的衍射现象证明了光具有波动性C、光的偏振现象证明了光具有粒子性D、光电效应现象证明了光具有粒子性2、以下关于微观粒子的波粒二象性的说法中，正确的是：A、电子束通过单缝时，产生的衍射现象表明电子具有波动性B、光子与电子碰撞时，表现出粒子性C、电子在原子轨道上的运动具有波动性和粒子性D、光子的能量与其频率成正比，说明光具有粒子性3、下列关于微观粒子波粒二象性的描述，哪些是正确的？（）A. 微观粒子的波长与它的动量成正比。

高中物理粒子的波动性和量子力学的建立课后习题答案及解析

高中物理粒子的波动性和量子力学的建立
课后习题答案及解析
练习与应用
1．我们根据什么说光具有波粒二象性？
解析：
我们说的光具有波粒二象性,是指光既是波动性又有粒子性;波粒二象性中所说的波是一种概率波,对大量光子才有意义.波粒二象性中所说的粒子,是指其不连续性,是一份能量.光的波长越长,其波动性越显著,波长越短,其粒子性越显著;个别光子的作用效果往往表现为粒子性;大量光子的作用效果往往表现为波动性。

2．一个电子和一个质子具有同样的动能时，它们的德布罗意波长哪个大？
解析：
电子的质量小于质子的质量，即：m e＜m p，因为它们的动能相
同，根据：Ek=1
2m v2=p2
2m
，可知：P e＜P p，根据：λ=h
p
，可知：λe＞
λp，即电子的德布罗意波长较长。

3．射击运动员射击时会因为子弹的波动性而“失准”吗？为什么？根据现实情况下子弹质量、速度的大小所对应的德布罗意波长来做定性说明。

解析：
不会。

因为现实情况下子弹的德布罗意波长远比宏观物体的尺度小得多，根本无法观察到它的波动性，忽略它的波动性也不会引起大
的偏差，所以不会“失准”。

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第二十一章光的量子性
一选择题
4．用频率为ν的单色光照射某种金属时，逸出光电子的最大动能为E k ；若改用频率为2ν的单色光照射此金属时，则逸出光电子的最大初动能为：( D )
A. 2E k
B. 2h ν - E k
C. h ν - E k
D. h ν + E k
7．光电效应和康普顿效应都包含有电子与光子的相互作用过程。

对此，在以下几种理解中，正确的是： ( D )
A. 两种效应中电子与光子两者组成的系统都服从动量守恒定律和能量守恒定律。

B. 两种效应都相当于电子与光子的弹性碰撞过程。

C. 两种效应都属于电子吸收光子的过程。

D. 光电效应是吸收光子的过程，而康普顿效应则相当于光子和电子的弹性碰撞过程。

解：光电效应中光子与束缚电子碰撞，电子与光子两者组成的系统不服从动量守恒定律。

故答案选D 。

9．根据玻尔氢原子理论，氢原子中的电子在第一和第三轨道上运动时速度大小之比v 1 / v 3是： ( C )
A. 1 / 3
B. 1 / 9
C. 3
D. 9
解： 33311==v v mr mr ，，3)3/(/1331==r r v v
二填空题
3. 频率为100MHz 的一个光子的能量是 6.626⨯10-26J ，动量的大小是 2.21⨯10-34kg.m / s 。

7. 康普顿散射中，当出射光子与入射光子方向成夹角θ = π 时，光子的频率减少得最多；当θ = 0 时，光子的频率保持不变。

第二十二章微观粒子的波动性和状态描述
一选择题
1．关于不确定关系∆x ∆p x ≥ 有以下几种理解，其中正确的是：( C )
（1）粒子的动量不可能确定（1）粒子的坐标不可能确定
（2）粒子的动量和坐标不可能同时确定 (4)不确定关系不仅适用于电子和光子，也适用于
其它粒子
A. （1），（2）
B. （2），（4）
C. （3），（4）
D. （4），（1）
二填空题
1．运动速率等于在300K 时方均根速率的氢原子的德布罗意波长是0.145nm 。

质量为M =1g ，以速度v =1cm·s -1运动的小球的德布罗意波长是6.63⨯10-20nm 。

（氢原子质量m H =1.67×10-27
kg ） 8．设描述微观粒子运动的波函数为ψ (r , t )，则ψψ*表示粒子在t 时刻在（x , y , z ）处出现的概率密度；ψ (r , t )须满足的条件是单值、有限、连续；其归一化条件是⎰⎰⎰ 1=d d d 2z y x Ψ。