高中物理(新教材)选修三课件：第2课时-康普顿效应-光的波粒二象性 人教版

第2课时康普顿效应光的波粒二象性知识梳理一、康普顿效应和光子的动量光的散射：光在介质中与物体微粒的相互作用，因而传播方向_________的现象．康普顿效应：康普顿在研究石墨对X射线的散射时，发现在散射的X射线中，除了与入射波长_______的成分外，还有波长_______的成分的现象．康普顿效应的意义：康普顿效应表明光子除了具有_____之外，还具有_____，深入揭示了光的_____性的一面．发生改变λ0相同大于λ0能量粒子动量光子的动量(1)表达式：P＝______．(2)说明：在康普顿效应中，当入射的光子与晶体中的电子碰撞时，要把一部分动量转移给电子，因此有些光子散射后波长变___．二、光的波粒二象性光的本性光的干涉、衍射、偏振现象表明光具有____性，光电效应和康普顿效应表明光具有____性，即光具有________性．大波动波粒二象粒子

hν粒子波动粒子波动1.康普顿效应现象用X射线照射物体时，一部分散射出来的X射线的波长会变长的现象称为康普顿效应。2．解释康普顿效应①经典物理的理论无法解释康普顿效应按照经典物理的理论，由于光是电磁振动的传播，入射光将引起物质内部带电粒子的受迫振动，振动着的带电粒子从入射光吸收能量，并向四周辐射，这就是散射光。散射光的频率应该等于带电粒子受迫振动的频率，也就是入射光的频率。因而散射光的波长与入射光的波长应该相同，不应出现λ>λ0的散射光。知识点1对康普顿效应的理解

hν电子碰撞前hν'碰撞后当光子与静止的电子发射弹性碰撞后，根据动量守恒，光子把一部分能量转移给电子，光子能量由hν减少为hν'，因此频率减小，波长增大。同时光子使电子获得一定的动量。例1频率为ν的光子，具有的能量为hν，将这个光子打在处于静止状态的电子上，光子将偏离原来的运动方向，这种现象称为光的散射。散射后的光子(

)A．虽改变原来的运动方向，但频率保持不变B．光子将从电子处获得能量，因而频率将增大C．散射后的光子运动方向将与电子运动方向在一条直线上，但方向相反D．由于电子受到碰撞，散射后的光子频率低于入射光的频率解析：能量守恒和动量守恒是自然界的普遍规律，不仅适用于宏观世界也适用于微观世界。由于碰撞后光子偏离原来的运动方向，根据动量守恒可得散射后光子运动方向与电子运动方向一定不在同一直线上，选项C错。碰撞过程中光子把一部分能量转移给了电子，光子能量减小，由光子能量公式ε＝hν可知，光子频率减小，故选项A、B错D对。答案D1.对光的认识的几种学说学说名称微粒说波动说电磁说光子说波粒二象性代表人物牛顿惠更斯麦克斯韦爱因斯坦公认实验依据光的直线传播、光的反射光的干涉、衍射能在真空中传播，是横波，光速等于电磁波速度光电效应，康普顿效应光既有波动现象，又有粒子特征内容要点光是一群弹性粒子光是一种机械波光是一种电磁波光是由一份一份光子组成的光是具有电磁本性的物质，既有波动性又有粒子性理论领域宏观世界宏观世界微观世界微观世界微观世界知识点2对光的波粒二象性的理解1.对光的认识的几种学说学说名称微粒说波动说电磁说光子说波粒二象性代表人物牛顿惠更斯麦克斯韦爱因斯坦公认实验依据光的直线传播、光的反射光的干涉、衍射能在真空中传播，是横波，光速等于电磁波速度光电效应，康普顿效应光既有波动现象，又有粒子特征内容要点光是一群弹性粒子光是一种机械波光是一种电磁波光是由一份一份光子组成的光是具有电磁本性的物质，既有波动性又有粒子性理论领域宏观世界宏观世界微观世界微观世界微观世界知识点2对光的波粒二象性的理解2.对光的波粒二象性的理解光的波动性——干涉和衍射(1)光子在空间各点出现的可能性大小可用波动规律来描述；(2)足够能量的光(大量光子)在传播时，表现出波的性质；(3)波长长的光容易表现出波动性。说明：(1)光的波动性是光子本身的一种属性，不是光子之间相互作用产生的；(2)光的波动性不同于宏观观念的波。光的粒子性——光电效应、康普顿效应(1)当光同物质发生作用时，这种作用是“一份一份”进行的，表现出粒子的性质；(2)少量或个别光子容易显示出光的粒子性；(3)波长短的光，粒子性显著。说明：(1)粒子的含义是“不连续”“一份一份”的；(2)光子不同于宏观观念的粒子。例2

(多选)下面关于光的波粒二象性的说法中，正确的是(

)A．光电效应现象说明光具有波粒二象性B．频率越大的光其粒子性越显著，频率越小的光其波动性越显著C．光在传播时往往表现出波动性，光在跟物质相互作用时往往表现出粒子性D．光不可能同时既具有波动性，又具有粒子性解析：光电效应现象说明光具有粒子性，选项A错误；在光的波粒二象性中，频率越大的光其粒子性越显著，频率越小的光其波动性越显著，选项B正确；光在传播时往往表现出波动性，光在跟物质相互作用时往往表现出粒子性，选项C正确；光的波粒二象性是指光有时表现为波动性，有时表现为粒子性，二者是统一的，选项D错误．答案BC1．关于康普顿效应，下列说法正确的是(

)．A．康普顿在研究X射线散射时，发现散射光的波长发生了变化，为波动说提供了依据B．X射线散射时，波长改变的多少与散射角有关C．发生散射时，波长较短的X射线或γ射线入射时，产生康普顿效应D．爱因斯坦的光子说能够解释康普顿效应，所以康普顿效应支持粒子说课堂训练BCD1．关于康普顿效应，下列说法正确的是(

)．A．康普顿在研究X射线散射时，发现散射光的波长发生了变化，为波动说提供了依据B．X射线散射时，波长改变的多少与散射角有关C．发生散射时，波长较短的X射线或γ射线入射时，产生康普顿效应D．爱因斯坦的光子说能够解释康普顿效应，所以康普顿效应支持粒子说课堂训练BCD2．(多选)科学研究证明，光子有能量也有动量，当光子与电子碰撞时，光子的一些能量转移给了电子．假设光子与电子碰撞前的波长为λ，碰撞后的波长为λ′，则碰撞过程中(

)A．能量守恒 B．动量守恒C．λ＜λ′ D．λ＞λ′ABC3.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C4．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．光子和电子都能发生衍射现象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BC备用工具&资料3.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C1．关于康普顿效应，下列说法正确的是(

)．A．康普顿在研究X射线散射时，发现散射光的波长发生了变化，为波动说提供了依据B．X射线散射时，波长改变的多少与散射角有关C．发生散射时，波长较短的X射线或γ射线入射时，产生康普顿效应D．爱因斯坦的光子说能够解释康普顿效应，所以康普顿效应支持粒子说课堂训练BCD光子的动量(1)表达式：P＝______．(2)说明：在康普顿效应中，当入射的光子与晶体中的电子碰撞时，要把一部分动量转移给电子，因此有些光子散射后波长变___．二、光的波粒二象性光的本性光的干涉、衍射、偏振现象表明光具有____性，光电效应和康普顿效应表明光具有____性，即光具有________性．大波动波粒二象粒子1.康普顿效应现象用X射线照射物体时，一部分散射出来的X射线的波长会变长的现象称为康普顿效应。2．解释康普顿效应①经典物理的理论无法解释康普顿效应按照经典物理的理论，由于光是电磁振动的传播，入射光将引起物质内部带电粒子的受迫振动，振动着的带电粒子从入射光吸收能量，并向四周辐射，这就是散射光。散射光的频率应该等于带电粒子受迫振动的频率，也就是入射光的频率。因而散射光的波长与入射光的波长应该相同，不应出现λ>λ0的散射光。知识点1对康普顿效应的理解

hν电子碰撞前hν'碰撞后当光子与静止的电子发射弹性碰撞后，根据动量守恒，光子把一部分能量转移给电子，光子能量由hν减少为hν'，因此频率减小，波长增大。同时光子使电子获得一定的动量。1.对光的认识的几种学说学说名称微粒说波动说电磁说光子说波粒二象性代表人物牛顿惠更斯麦克