波粒二象性(教案).doc

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1、波粒二象性波粒二象性【知識點(diǎn)一】光電效應(yīng)的規(guī)律和愛因斯坦光電效應(yīng)方程1．光電效應(yīng)的規(guī)律(1)極限頻率ν0是能使金屬發(fā)生光電效應(yīng)的最低頻率，這也是判斷能否發(fā)生光電效應(yīng)的依據(jù)。若ν≤ν0，無論多強(qiáng)的光照射時，都不能發(fā)生光電效應(yīng)。(2)最大初動能Ek，與入射光的頻率和金屬的逸出功有關(guān)，與光強(qiáng)無關(guān)。(3)飽和光電流與光的強(qiáng)度有關(guān)，光強(qiáng)正比于單位時間內(nèi)照射到金屬表面單位面積上的光子數(shù)。2．光電子的最大初動能光電子的最大初動能跟入射光的能量hν、金屬逸出功W0的關(guān)系為光電效應(yīng)方程，表達(dá)式為mv＝hν0－W0，反映了光電效應(yīng)現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化和守恒定律?！局R點(diǎn)二】光的波粒二象性、物質(zhì)波

2、(1)光的干涉、衍射、偏振說明光具有波動性，光電效應(yīng)現(xiàn)象、康普頓效應(yīng)則證明光具有粒子性，因此，光具有波粒二象性，對于光子這樣的微觀粒子只有從波粒二象性出發(fā)，才能統(tǒng)一說明光的各種行為。(2)在光的干涉現(xiàn)象中，若曝光時間不長，在底片上只出現(xiàn)一些不規(guī)則的點(diǎn)，這些點(diǎn)表示光子的運(yùn)動跟宏觀的質(zhì)點(diǎn)不同。但曝光時間足夠長時，底片上出現(xiàn)了有規(guī)律的干涉條紋?？梢姡獾牟▌有允谴罅抗庾颖憩F(xiàn)出來的現(xiàn)象。(3)在干涉條紋中，光強(qiáng)大的地方，光子到達(dá)的機(jī)會多，或者說光子出現(xiàn)的概率大。光強(qiáng)小的地方，光子到達(dá)的概率小。(4)大量光子產(chǎn)生的效果顯示出光的波動性，少數(shù)光子產(chǎn)生的效果顯示出粒子性，且隨著光的頻率

3、的增大，波動性越來越不顯著，而粒子性卻越來越顯著。(5)要綜合理解各種頻率的電磁波，就必須綜合地運(yùn)用波動和粒子兩種觀點(diǎn)。從發(fā)現(xiàn)光的波粒二象性起，才使人們認(rèn)識到微觀世界具有特殊的規(guī)律。后來人們觀察到電子的衍射圖像，這些說明一些物質(zhì)微粒也像光子一樣具有波粒二象性。(6)任何一個運(yùn)動著的物體，小到電子、質(zhì)子，大到行星、太陽都有一種波和它對應(yīng)，波長λ＝h/p，人們把這種波叫作物質(zhì)波。物質(zhì)波和光波一樣，也屬于概率波，概率波的實(shí)質(zhì)是指粒子在空間分布的概率是受波動規(guī)律支配的。[例1]　(上海高考)在光電效應(yīng)的實(shí)驗結(jié)果中，與光的波動理論不矛盾的是(　　)A．光電效應(yīng)是瞬時發(fā)生的B．所有金

4、屬都存在極限頻率C．光電流隨著入射光增強(qiáng)而變大D．入射光頻率越大，光電子最大初動能越大[解析]　光具有波粒二象性，既具有波動性又具有粒子性，光電效應(yīng)證實(shí)了光的粒子性。因為光子的能量是一份一份的，不能積累，所以光電效應(yīng)具有瞬時性，這與光的波動性矛盾，A項錯誤；同理，因為光子的能量不能積累，所以只有當(dāng)光子的頻率大于金屬的極限頻率時，才會發(fā)生光電效應(yīng)，B項錯誤；光強(qiáng)增大時，光子數(shù)量增多，所以光電流會增大，這與波動性無關(guān)，C項正確；一個光電子只能吸收一個光子，所以入射光的頻率增大，光電子吸收的能量變大，所以最大初動能變大，D項錯誤。[答案]　C[例2]　[多選](江蘇高考)波粒二

5、象性是微觀世界的基本特征，以下說法正確的有(　　)A．光電效應(yīng)現(xiàn)象揭示了光的粒子性B．熱中子束射到晶體上產(chǎn)生衍射圖樣說明中子具有波動性C．黑體輻射的實(shí)驗規(guī)律可用光的波動性解釋D．動能相等的質(zhì)子和電子，它們的德布羅意波長也相等[解析]　光電效應(yīng)現(xiàn)象、黑體輻射的實(shí)驗規(guī)律都可以用光的粒子性解釋，選項A正確，選項C錯誤；熱中子束射到晶體上產(chǎn)生衍射圖樣說明中子具有波動性，選項B正確；由德布羅意波長公式λ＝和p2＝2m·Ek知動能相等的質(zhì)子和電子動量不同，德布羅意波長不相等，選項D錯誤。[答案]　AB【例3】　(多選)從光的波粒二象性出發(fā)，下列說法正確的是(　　)A．光是高速運(yùn)動的微

6、觀粒子，每個光子都具有波粒二象性B．光的頻率越高，光子的能量越大C．在光的干涉中，暗條紋的地方是光子不會到達(dá)的地方D．在光的干涉中，亮條紋的地方是光子到達(dá)概率最大的地方BD　[一個光子談不上波動性，A錯誤；暗條紋是光子到達(dá)概率小的地方，C錯誤；光的頻率越高，光子的能量E＝hν越大，在光的干涉現(xiàn)象中，光子到達(dá)的概率大小決定光屏上出現(xiàn)明、暗條紋，故B、D選項正確．][一語通關(guān)]　波粒二象性的兩種表現(xiàn)1．從數(shù)量上看：個別光子往往表現(xiàn)為粒子性；大量光子往往表現(xiàn)為波動性．2．從頻率上看：頻率越低波動性越顯著，越容易看到光的干涉和衍射現(xiàn)象；頻率越高粒子性越顯著，越不容易看到光的干涉和

7、衍射現(xiàn)象．【例4】．(多選)下列關(guān)于波粒二象性的說法正確的是(　　)A．光電效應(yīng)揭示了光的波動性，光的衍射和干涉揭示了光的粒子性B．隨著電磁波頻率的增大，其波動性越不顯著，粒子性越顯著C．大量光子的行為顯示波動性，個別光子的行為顯示粒子性D．不僅光子具有波粒二象性，一切運(yùn)動的微粒都具有波粒二象性BCD　[光電效應(yīng)揭示了光的粒子性，衍射和干涉是波特有的性質(zhì)，光的衍射和干涉揭示了光的波動性，A錯誤；電磁波頻率越高，波長越短，衍射和干涉現(xiàn)象越不明顯，波動性越不顯著，粒子性越顯著，B正確；光既具有波動性又具有粒子性，個別光子的作用效果