第3课时 波粒二象性

-9-9第3时基础知回顾1．光的性说发史（牛顿微粒说为光高速粒子流解释光的直进、的反射现，不能解光的干涉、衍射现象.（惠更的波动说为光是某种振波的形式向四周传，它能解光的干涉衍射现象，不能解析光电效、光的直（麦克韦的电磁说为光是磁波验依据是赫兹试验证明了光电磁波在空中传播速度相等，且都为波，能够释光在真中的传播、光的干涉、衍射不能解释电效（因坦的光子说的传播一份一份，每一份叫做子，其能与频率成比，即ν,能够解释光效应、光直进、光反射，不能解释光的干涉、.（得布意的波粒二象性为光既粒子性有波动性，别光子表粒子性，量光子表现波动性率大光子粒子性明率小的波动性能够解释所光现2光电说（）内容：光本质是电磁波（意义光电磁说说明了光的电磁质们认识到光波机械波的质不同，光学和电磁学统一起.（依据光电磁波的传播都不需要质电磁波在真空的传播速相同，c=3×m.（）电磁波谱

波二性（）现:在光的照射，物体发射电子的现象叫做光电效.（）电效应的:①何一种属都有发光电效应的极限率，入射的频率必大于这个频率才能产生光电应；②光子的最大动能与入射光的强度无关，入射光的率增大而大；③光电效应的产生几乎瞬时的，般不超10s；当入射光的频率大于属极限频时，光电强度与入射光的强度成正.（光子说空间传播的光不是连续是一份一份的，每份称为一光子，光的能量与其频率成正比，即.（）光电效应程：①逸功：使电脱离某种金属所做功的小值；Whv；②光电效应程：=h.4康普顿应（）康普顿效：即当射线或X射线打在质上，与物质中原的核外电发生相互用，作用后产生散射光子和冲电子的应；其作过程为：当入射()光子和原内一个轨道电子发生相互作用时子损失一部能量，并变运动方（散射光子），电子获得能而脱离原（反冲电），此种作用过程称为康普效.其结果是：产了次级电反冲电子继而将生电子与质的相互（意义普顿应是验证光的波粒二象的重要物理实验之.爱斯坦子理论圆满释了光电应的实验规；而康普对康普顿应进行了成功的解释，使光子说得到实验的证，更有力地证明无线电波

红外线

可见光

紫外线

线

γ射线

了爱因斯坦子理论的确（康普顿效应的解释解电磁波的释变

波长：大

小

单色电磁波用于比波尺寸小的电粒子上时，引化

波动性：明

不明显

起受迫振动方向辐射同率的电磁经典理频率：小

大

解释频率不的一般散可以，但康普顿效应不能粒子性：不显

明显

作出合理解理的解释子不仅有能h,产生机理

自由电子作周期性运动

原子的外层子受到激发产生

内层电子受到激发

核受到激发

而且有动量/；②型：X射线子与静止的自由电子发生弹性撞；③在撞过程中量、动量守5．物质任何运动物都有一种与它对应波长=h/p特性应用

波动性强无线电技术

热效应遥感加热

引起视觉摄影照明

化学效应荧光杀菌

穿透力强医用透视

穿透最强工业探伤

6.光波二象：（光既具有波动性有粒子性量光产生的效果显示出动性，个光子产生效果显示出粒子性.3光效

（光子和电子子等物粒子一有能量和动量．与其物质相互用时，粒子起主导作；

在光的传播程中，光在空间各出现的可能性的多少概)，波动起主导作（）对不同频的光，频率低、波长长光，波动特征显著而频率高长短的子性特显著．重点难点析一在磁谱各电波理.相同之处（有同的电磁本性电荷的动产生的

【案】【拨】决本题的键在于熟电磁波各波段的性质和作用知道夜视的原二光效的解.子说对光电效应的解释（一电子只吸收一个光子的能量后立即大，不需要累能量的（电从金属表面逸出克服金原子核的力做功（逸功）要使入射的能量不于W对（）都有波的质，能产生反射、折射也能产生

应的频率

W

,极限频.涉、衍射等象，另外它们在真中波速都相.相异之处（）具体的产机理不同无线电波是荡电路中由电子作期性运动

h（）电子吸收子的能量后，一分消耗于克服核的引力做出功分耗于金属内部向表面运动时服其它原阻碍做功W）,剩余分产生的；红线、可见、紫外线由原子外层电子受激发产生X射线由原子内层子受激发生；γ射是由原子受激发产

转化为初动即：

mv2hv'

只有直接从（）产生干涉衍射现象的难易程度不波长越短的磁波显的衍射象越不容易，产生干现象也越容（）性质和应范围不同红外线的主性质是热应；应用加热和遥感外线的主性质是化作用消毒杀；射线γ射线主要性质是穿透力，应用于视和检测金属部的缺

金属表面逸的光电子具有最大动能=0.对于确定的属W是一定的，故电子的最大动能只随入射的频率增而增（入光越强位时间内入射到金属表的光电子数就越多产生的光子就越多射出的光电子形成的光电流越..何判断能否发生光电效应要产生光电应电子的能量hv,即在极（在同介质中的传播速度不同率越传播速度越.

限频率

=

Wh

.【1光电磁说认为（）

.电效应方程A光波机械波相同，在真空中传播时速度大B光波也产生反射、折射、干涉衍射等现．光是一种电磁波

mv2hv

.．在真空中速和电磁传播速度同【析光是电磁波，同于机械，光波在空中传播速度大，而机波不能在空中传播；但是光波和机械都能产生射、折射干涉、衍射等波特有的现.【案B、【拨了解光的磁说道光波和械波的异同，就能作出正的判拓美国在伊拉战场上给兵配备了视仪，使用它能在晚上识别2km范围内的目标份种灵敏的仪使用的电磁属于以下个波段（）A可见光波.红外线波段.外线波段D.X线波段【析】由于夜视仪的作用识别目标它主要根目标发出的外线的热应感知的B选行正.

【2关于电效应种叙述确的）A金属子的逸出功与入射光的频率成正比B光电流强度与入射光的强度无C．用可见光照射金属一定比可见光照同种金属产生的光子的初动要大．对于任何种金属都在一个“大波光的波长必小于这个长，才能生光电效应【解析】金的逸出功该金属决，与入射光源频率无关电流的强度入射光强成正比、B误不可光包括能大的紫外线射线γ射线，也包括量比可见小的红外、无线电波，选项错误.【案】D【拨】确理解属的逸出的概念，道极限频率或最大波)存在的原因解决光电效问题的关键；光电效是金属中自由电子收了光子的能量

后，其动能到足以克金属离子引力而逃逸出金属表面，成光电子；一定的金来说，逸出功是

（）由光子的量E=h，光的动量

p

h

表示式一定的，照光的频率大，光子能量越大，从金属中逸出的电子的初能就越大如果入射光子的频率较低，的能量小金属的逸功，就不能产生光电效应，就是存在限频率的因；光电效应规律光电流的度的是光电的饱和对从阴极发射出电子全部拉向阳极状光电流未达到饱值之前，大小不仅入射光的强度有关，还与光管两极间电压有关只有在光电流达到饱和值以才和入射的强度成

也可以看出的波动性和子性并不示粒子性的粒子能和动量的算式中都有表示波的特征的物理量——和波长.由以上两式波速公式c=以得出=pc.【2008年苏高考题）如图12-3-2下实验中，深入地示了光的子性一面有（）

拓如图所示，锌板相连验电器的箔原来是张开的，现让弧光灯出的光经狭缝后照射到锌板，发现在板上形成明暗相间条纹，同时与锌板连的验电器的铝箔角变大，

弧光灯以上实验事说(A)A.光具有粒二象B验电器的铝原来带负

图【】为康顿散射为光效应，康顿散射和光电效都深入揭了光的粒性为α粒.锌板上条纹是平行等宽度的.若改用光器发出的红光照射锌板，观察到电器的铝箔张则一定会得更大【析弧光灯发的紫外线过狭缝照锌板上，锌板上形成暗相间的纹，发生射现象，中心条

散射，不是子，揭示原子的核结构模型为光的折射，示了氢原能级的不【案AB【】本题一个识记内容，熟光的波动和粒子性以及子物理的关知识即得出答纹宽度最宽说明光有动性；同与锌板相连的验

拓电器的铝箔角变大，生了光电应，电子飞出，锌板原带正，说明光粒子所以A正确B、C错误。红光频率小于板的极限率，不发生光电效应，D.【案】A【评这道要求学掌握光的射图象的特点与

一束复色可光射到置于空气中的板玻璃上穿过玻璃后下表面射出，变为ab两束平行单色光，如12-3-3所，对于两束单光来说（）

图光电效应的律和实三正理波二性.波粒二象性的的实质波粒二象性所说的波一种概率光子才有意义波粒二象中所说的子，是指其不连续性，是一一份的，一份具有.波粒二象性的理解（个别光的作用效果往往表现为子性子的作用效往往表现波动（频率高光子容易表现出粒子性低的子容易表现出动.（光在传过程中往往表现出波动物发生作用时往表现为粒

A玻璃光的射率较大B在玻璃中传播的速度较大．每个光子的量较大．的波长较长【析】的频率大，玻璃它的折射越大，从平行板玻璃一面射出偏离原传方向越大。由图知玻璃对a的射率较大的折射率较小，即光频率小，即波长较【案AD【拨】从一种明介质进另一种透介质时，频率不变长播的速度改频率大的色折射率大，偏也.

现用强度现用强度相易错门如图所示的电路两个光电管C

紫光绿AD

A．光是—种概率波B光波是种电磁波BC．色光从光密介质进入光介质时，子的能量改变由同种金属料制成的阴

R

μ

A

R

μ

A

．单色光从密介质进光疏介质时，的波长不甲图乙的两束光分照射在两光电管的极上，紫光照在

.一次观察光衍射的实中，观察到如图所示的清的明暗相

图（甲）电路光电管上绿光照在乙）电路的光电管上，若都产生光电应，则下判断正确的是（）A从B两个极板射光电的最初动能一样大B打到极上的光电的最大动一定大于D极上的光电子最大动能.位时间内A两金属极板生的光电子的数目一样多.位时间内B极板产生的电子的数目更多些【解】本题因为紫光的频大于绿光频率，所打在C板上的光电子的最大初动大D板上的光电子的最大初能，故选项正A项错误由于两个光电管完相同，入光的强度全相同，故光电流相同，单时间内的电子数目同，C项正确D错.【因】本题错误原因是混发生时光效应出射子的最大初能和电子到板或D板动能电流对于是同光只与光强度有关即能量相同，但是不是同种则光电子数不【解紫的频率大于光的频率则极射出的光电子最大初动大于板射的光电子的最大初动但由光电管两加的都是正向电压，电场力对电做正功确定哪电路做的正功多，所以无法确电子打到极后动哪个光的度相同，则位时间内射到金属光的能量相同，由于紫光一光子的能大于绿光个光子的能量，所以单位时内照射到A板光电子数少于单时间内照射到B板的光电的数，则单位时间内板产生的光子的数目多【案D【】本中也许学不易理解动能和最大初动能以及光电流大小的决因素，关是要弄清光电子出射后经过场加速，两电场不，电场对光电子做功不同；电流由强即能量决，光电流相同但是对于不同率的光而光电子个不课堂自训练．下列说法确的是（）

间的图样么障碍物应线为暗D）A．很的不透明的圆板B很大的间有大圆孔的不透明的板．很大的不透明圆板．很大的中有小圆孔不透明圆.用绿光照射一光电管能产生光效应，欲光电子从阴极逸时最大初能增大，该（B）A．改红光照射B改用紫照射．增大绿光强度D增大光电上的加速压课后创演练.光转换是将太光能转换其他物质能的过程，太阳能水器就是种光热转装置，它的主要转换器件真空玻璃，这些玻管将太阳光能转换成水的能.真空璃管上采镀膜技术增加透射光，使可能多的阳光能转为热能，这种镀膜技术的理学依据（C）Ａ．光的直传播Ｂ光的粒子性Ｃ．光的干Ｄ光的衍射.在下各组的两个象中都表出光具有动性的是（C）A.光的折射现、色散现象B光的射现象、干涉现象.光的衍射象、偏振现象.的直线传现象、光电效应现象2005年“世物理年年前的1905年是爱因斯坦的“迹”之年这一年他后发表了三篇具有划时代义的论文其中关于量子的理论成功地解释了电效应现关于光电效说正确的是（A）A当入射的频率低于极限频率时不能发生电效应B光电子最大初动能与入射光的率成正比．光电子的最大初动能入射光的度成正比D．某单光照射一属时不能发生光电效应，改用波长较短光照射该属可能发光电效应.为了观察到纳米级的小结构，要用到分率比光学显微镜高的电子微镜.下列说中正确的

-10-7-3-3-3-66-6-6-1-10-7-3-3-3-66-6-6-1是（A）.电显微镜所用电子物波的波长以比可见光短，因此容易发生显衍射.电子显微镜所利用电子物质波的波可以比可光长，因此容易发生显衍射C.电子显微镜利用电子物波的波长以比可见

的紫外灯演光电效应阴极离光d，原子半径为＝0.5×10m估阴极表面每个原子每秒接收到的子.【析灯看作光源均匀向四周辐射，则阴极表面个原子半圆面上得的光能量为：光短，因此容易发生显衍射D电子显镜所利用子物质波的波长可以比可见

4

4

)

.光长，因此容易发生显衍

每秒到达阴表面每个子半个圆上的光子数：【析】了观察纳级的微小构，用光显微镜是不可能；因为可光的波长量级m远大于纳米会发生明的衍射现，因此不能精

n

3.752537hc6.63

0.05个确聚焦；如用很高的压使电子速，使它具有很大的动量其物质波波长就会短，衍射的影响就小多.【案】A.用眼睛观察远处的灯看到它围光芒辐，对于这一现的解释，面的哪些法正B)A这是空气光的折射用造成的B这是睛的瞳孔对光的衍射作造成的.现象说明睛的瞳孔是规则的圆形.现象说明睛的瞳孔是多边形

.蛇是老鼠的天敌，它通过接收辐射来发老鼠的。假设老的体温37ºC它发出最强的热