第59講波粒二象性

專題六（2） 波粒二象性知識(shí)點(diǎn)：一、能量量子化:1、熱輻射：我們周圍的一切物體都在輻射電磁波，這種輻射與物體的 有關(guān)。 當(dāng)溫度較低時(shí)，熱輻射的主要成分是波長(zhǎng)較長(zhǎng)的電磁波，不能引起人的視覺. 當(dāng)溫度升高時(shí)，熱輻射中較 波長(zhǎng)的成分越來越強(qiáng)?？梢姽馑嫉姆蓊~較大.、黑體：物體能夠完全吸收入射的各種波長(zhǎng)的電磁波而不發(fā)生 .3、黑體輻射的實(shí)驗(yàn)定律：對(duì)于一般材料的物體，熱輻射的電磁波不僅與溫度有關(guān),還與材料的種類和表面狀況有關(guān)。而黑體輻射電磁波的強(qiáng)度只與 有關(guān)。A、隨著溫度的升高,各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都有 。B、隨著溫度的升高，輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較 的方向移動(dòng).、能量子: 在研究黑體輻射的基礎(chǔ)上，提出了能量子的概念。 認(rèn)為：帶電微粒輻射或吸收能量時(shí),只能是某一最小能量值 的整數(shù)倍,這個(gè)不可再分的最小能量值就叫做能量子。 二、光電效應(yīng):1、定義：在光的照射下有電子從金屬表面逸出的現(xiàn)象。2、四大規(guī)律：A、產(chǎn)生條件：只有當(dāng)入射光的頻率 該金屬的極限頻率。 、逸出的光電子最大初動(dòng)能隨著入射光頻率的增大而 而與入射光的強(qiáng)度無關(guān)。 C、逸出的光電流大小與入射光的 成正比。 、光電效應(yīng)的發(fā)生瞬時(shí)的.不需要時(shí)間的積累。3、光電效應(yīng)方程： 4、飽和電流:在一定的光照條件下，單位時(shí)間內(nèi)陰極發(fā)射的光電子數(shù)目是一定的，電壓增大一定值時(shí)，所有光電子都被陽(yáng)極A吸收，這時(shí)即使再增大電壓，電流就不會(huì)增大。 入射光越強(qiáng),飽和電流越 。5、遏制電壓: 6、光電效應(yīng)說明了: 。、光子說:光是不連續(xù)的,而是一份一份的,每一份都叫做一個(gè)光子，光子的能量跟它的頻率成正比。 。8、康普頓效應(yīng)：當(dāng)光與介質(zhì)微粒發(fā)生相互作用時(shí)，波長(zhǎng)會(huì) .9、康普頓效應(yīng)說明了： ， 三、粒子的波動(dòng)性、光的波粒二象性:光既具有 性,又具有 性。2、物質(zhì)波： 提出了假設(shè):實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性。3、德布羅意波長(zhǎng): 、1年戴維孫和湯姆孫分別利用晶體做了 實(shí)驗(yàn)，從而證實(shí)了電子的波動(dòng)性。5、顯微鏡的分辨本領(lǐng): 現(xiàn)象限制了光學(xué)顯微鏡的分辨本領(lǐng)。 電子束的波長(zhǎng)比光波的波長(zhǎng)短,可減輕衍射的影響.如果用質(zhì)子顯微鏡，則分辨本領(lǐng) .四、概率波:、一個(gè)光子通過狹縫后落在屏上的哪一點(diǎn),是不能肯定的。但是由屏上各處明暗不同的事實(shí)可以推知,光子落在各點(diǎn)的概率是不一樣的,即光子落在明紋處的概率 ，落在暗紋出的概率 。2、光是概率波，物質(zhì)波也是 五、不確定性：1、不確定性關(guān)系式： 2、在微觀物理中，不確定性關(guān)系告訴我們，如果要更準(zhǔn)確地確定粒子的位置，那么動(dòng)量的測(cè)量一定會(huì)更不準(zhǔn)確,也就是說,不可能同時(shí)準(zhǔn)確地知道粒子的位置和動(dòng)量,因而也就不可能用“軌跡”來描述粒子的運(yùn)動(dòng)。3、在光的衍射現(xiàn)象中，粒子通過狹縫時(shí)發(fā)生衍射。狹縫的寬度決定了 的不確定范圍，中央條紋的寬度決定了 的不確定范圍。 故,當(dāng)狹縫越窄時(shí)，中央亮紋的寬度越 。跟蹤訓(xùn)練1、某單色光照射某金屬時(shí)不能產(chǎn)生光電效應(yīng)，則下述措施中可能使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的是A延長(zhǎng)光照時(shí)間B.增大光的強(qiáng)度.換用波長(zhǎng)較短的光照射D.換用頻率較低的光照射2、下列實(shí)驗(yàn)中,能證明光具有粒子性的是A。光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)B光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)C光的圓孔衍射實(shí)驗(yàn)D粒子散射實(shí)驗(yàn)、在X射線管中,由陰極發(fā)射的電子被加速后打到陽(yáng)極，會(huì)產(chǎn)生包括x光在內(nèi)的各種能量的光子，其中光子能量的最大值等于電子的動(dòng)能。已知陽(yáng)極與陰極之間的電勢(shì)差、普朗克常數(shù)、電子電量e和光速c，則可知該射線管發(fā)出的光的A.最短波長(zhǎng)為B最長(zhǎng)波長(zhǎng)為hC。最小頻率為.最大頻率為4、某金屬在一黃光照射下,正好有電子逸出,下述說法中,哪種是正確的 （ ）A.增大光強(qiáng),而不改變光的頻率,光電子的最大初動(dòng)能將不變B.用一束更大強(qiáng)度的紅光代替黃光，仍能發(fā)生光電效應(yīng)C用強(qiáng)度相同的紫光代替黃光，光電流強(qiáng)度將不變D。用強(qiáng)度較弱的紫光代替黃光,有可能不發(fā)生光電效應(yīng)5、物理學(xué)家做了一個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn):在光屏處放上照相用的底片.若減弱光的強(qiáng)度，使光子只能一個(gè)一個(gè)地通過狹縫.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，如果曝光時(shí)間不太長(zhǎng),底片只能出現(xiàn)一些不規(guī)則的點(diǎn)子；如果曝光時(shí)間足夠長(zhǎng)，底片上就會(huì)出現(xiàn)規(guī)則的干涉條紋。對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有下列認(rèn)識(shí)，其中正確的是 ( ）A曝光時(shí)間不太長(zhǎng)時(shí)，底片上只能出現(xiàn)一些不規(guī)則的點(diǎn)子,表現(xiàn)出光的波動(dòng)性B單個(gè)光子通過雙縫后的落點(diǎn)可以預(yù)測(cè)C只有大量光子的行為才能表現(xiàn)出光的粒子性D.干涉條紋中明亮的部分是光子到達(dá)機(jī)會(huì)較多的地方、在演示光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，原來不帶電的一塊鋅板與靈敏靜電計(jì)相連，用弧光燈照射鋅板時(shí),靜電計(jì)的指針張開一個(gè)角度,如圖所示，這時(shí) （ ）。鋅板帶正電，指針帶負(fù)電.鋅板帶正電，指針帶正電C.鋅板帶負(fù)電，指針帶正電D。鋅板帶負(fù)電,指針帶負(fù)電、下列關(guān)于物質(zhì)波的認(rèn)識(shí)中正確的是 （ )、任何一個(gè)物體都有一種波和它對(duì)應(yīng)，這就是物質(zhì)波。B、X光的衍射證實(shí)了物質(zhì)波的假設(shè)是正確的。C、電子的衍射證實(shí)了物質(zhì)波的假設(shè)是正確的D、物質(zhì)波是一種概率波8、1924年法國(guó)物理學(xué)家德布羅意提出了物質(zhì)波德概念,任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)著物體,小到電子，大到行星、恒星都有一種波與之相對(duì)應(yīng),波長(zhǎng)為 =/p，同樣光也具有粒子性，光子的動(dòng)量:=h/,根據(jù)上述觀點(diǎn)可以證明一個(gè)靜止的自由電子如果完全吸收一個(gè)光子會(huì)發(fā)生下列情況:設(shè)光子的頻率為 ,則E ,p=h/ h /c，被電子吸收后有m， =1/2m,解得:v=2，電子的速度為光速的二倍，顯然這是不可能的，關(guān)于上述過程只能夠以下說法正確的是 ( )、因?yàn)槲⒂^世界動(dòng)量守恒定律不適用,上述論證錯(cuò)誤,所以電子有可能完全吸收一個(gè)光子.B、因?yàn)槲⒂^世界能量守恒定律不適用，上述論證錯(cuò)誤,所以電子有可能完全吸收一個(gè)光子C、動(dòng)量守恒、能量守恒是自然界中普遍適用規(guī)律,所以唯一結(jié)論是電子不可能完全吸收一個(gè)光子D、若光子與一個(gè)靜止的電子發(fā)生作用,則 光子被電子散射后頻率會(huì)減小、如圖所示,一光電管的陰極用極限波長(zhǎng)為的鈉制成用波長(zhǎng)為的紫外線照射陰極,光電管陽(yáng)極和陰極K之間的電勢(shì)差為U，光電流的飽和值為I.（1）求每秒由K極發(fā)射的電子數(shù)。文中如有不足，請(qǐng)您見諒?。?）求電子到達(dá)極時(shí)的最大動(dòng)能。（普朗克常量為h，電子的電荷量為e）?4 / 4