高三物理第一轮复习 波粒二象性 新人教版

1、第三课的波粒二象性基础知识的总结1 .光的本性学说发展史(1)牛顿的微粒子认为光是高速粒子流，能够说明光的直线前进、光的反射现象，不能说明光的干扰作用、衍射现象。(2)惠更斯的波动说：光以为是某种振动，以波的形式向周围传播，它能说明光的干扰作用、衍射现象，不能说明光电效应、光的直线传播。(3)麦斯威尔的电磁说：光被认为是电磁波，实验依据为放电实验，证明光和电磁波在真空中的传播速率相等且为横波，可解释光在真空中的传播、光的干扰作用、衍射，不可解释光电效应。(4)爱因斯坦的光子被认为光的传播是一部分，每个被称为光子，其能量与频率成比例，即E=h，因此可以说明光电效应、光的直行、光的反射，不能说明光

2、的干扰作用、衍射。(5)德布罗伊的波粒二象性：光有粒子性和波动性，个别光子显示粒子性，大量光子显示波动性，光子频率大的粒子性明显，频率小的波动性明显，可以说明所有的光现象2 .光的电磁说(1)内容：光的本质是电磁波(2)意义：光的电磁说明了光的电磁的本质，使人们认识到光波和机械波的本质不同，统一光学和电磁学(3)根据：光和电磁波传播都不需要介质，真空中的光和电磁波传播速度是一样的。c=3108米/秒。3 .光电效应(1)现象：物体在光照下发射电子的现象称为光电效应(2)光电效应定律：任何金属都有产生光电效应的临界频率，入射光的频率必须大于该频率才能产生光电效应光电子的最大初始动能与入射光的强度

3、无关，随着入射光频率的升高而增大光电效应的产生几乎是瞬时的，一般在10-9 s以下(3)光子说：在空间中传播的光不是连续的，而是一个一个地称为光子，光子能量与其频率成正比，即E=h。(4)光电效应方程式：逸散功：使电子脱离某金属的功的最小值，即W=h0 光电效应方程式： Ek=h-W。4 .康普顿效应(1)康普顿效应：射线或x射线照射物质时，与物质中的原子的核外电子相互作用，作用后产生散射光子和反冲电子的效果其作用过程是，入射X ()光子和原子内的一个轨道电子相互作用时，光子失去一部分能量，改变运动方向(散射光子)， 电子从得到能量的原子(反向间隙电子)脱离的作用过程称为康普顿效应，其结果，产

4、生二次电子，产生反向间隙电子(2)意义：康普顿效应是检验光的波粒二象性的重要物理实验之一。爱因斯坦光子理论圆满解释了光电效应实验规律，康普顿成功解释了康普顿效应，光量子理论得到了实验的证明，爱因斯坦光子理论的精准性更强(3)康普顿效应的解释：古典解释(电磁波的解释):单色电磁波作用于小于波长尺寸的粒子电荷时，产生强制振动，向各方向放射相同频率电磁波的光子理论的解释：光子不仅有能量h，还有运动量h/。 模型： x射线光子与静止的自由电子弹性碰撞碰撞过程中能量动量守恒(4)康普顿效应进一步证实了光的粒子性5 .概率波双狭缝干扰作用图案中，某光子下落到哪里，即光子下落到各点的概率未必不同，但光子下落

5、到明纹的概率大，落入暗纹的概率小。 光波是概率波，因为光子出现在空间中的概率由波动规则决定6 .光的波粒二象性(1)光同时具有波动性和粒子性的大量光子的效果显示波动性，个别光子的效果显示粒子性(2)光子与电子、质子等实物粒子一样，具有能量和动量，当与其他物质相互作用时，在粒子性发挥主导作用的光的传播过程中，光子在空间各点出现的可能性多少(概率)由波动性主导作用(3)对于不同频率的光，对于频率低、波长长的光，波动性特征显着的频率高，波长短的光的粒子性特征显着7 .关系式不确定其中，x表示粒子位置的不确定量，p表示粒子的x方向的运动量的不确定量.不确定的关系式表示：(1)微观粒子的坐标越正确地被测

6、量(x0 )，运动量越不正确(p)；(2)微观粒子的运动量越正确地被测量(p0 )，坐标越不正确(x)。但是，这里需要注意的是，不确定的关系并不是微观粒子的坐标测量不正确。 也不是说微粒的运动不正确。也不是说微粒的坐标和运动量都不能测量。也不是说不能以云同步测量微粒的坐标和运动量重点难点突破一、光电效应“光电效应”是光粒子性的重要体现，也是光本性中高等院校考试的无线热点，因此复习过程中应该：1 .明确容易混淆的概念，例如“光子”、“光电子”、“光子能量”和“光电子的最大初始动能”等，对理解光电效应规律具有重要意义(1)“光子”和“光电子”所谓光子是指光在空间中传播时的各能量(即能量不连续)，光子不带电，作为微观区域的粒子的光电子是光照射到金属表面时放出的电子，因此其本质是电子(2)“光子能量”和“入射光的强度”光子能量是一部分，每一部分的能量是E=h，其大小由光的频率决定的入射光的强度是指每单位时间的入射光中包含的光子数的多寡，入射光的强度可以用P=nh表示，其中，n是每单位时间的光子数.