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波粒二象性
作者:高二物理 来源: 发布时间:2017-06-27 点击率:3839993次
余二高集体备课活动讨论稿模板
时间
4.26
地点
高二理综办公室
主讲人
何林霞
参加人员
何林霞、习文军、曹先辰、施云芳
主题
波粒二象性内容的教材处理
课时数: 4课时(可以是1课时或多课时的集备)
 
一、课前学情分析
1.学生情况分析
学生现在接触的经典力学和电磁学,波粒二象性这一节课其实是量子力学的初步内容。这一章节对学生高中物理知识结构体系的完善有很重要的作用。但是从认知来看要从之前的宏观物体的研究到微观物体的研究有一定的困难。研究的对象比较抽象,实验也很难完成,对学生的理解能力要求较高。
2.教学目标
第一节:掌握理解热辐射、黑体、能量子的概念并会用 计算不同频率电磁波的能量子的值。
第二节:1知道什么是光电效应。2理解光电效应发生的条件与频率有关。3掌握逸出功的概念。4掌握爱因斯坦光电效应的方程 并能计算光电子逃逸出来的初动能。5知道什么是康普顿效应,并知道康普顿效应能解释光子具有动量
第三节:了解德布罗意波的概念,概率波,不确定性。
3.教学重点分析:
   黑体辐射,光电效应在IB上考查较多
4.教学难点分析:
   矢量表达式的方向问题、如何选取系统、动量守恒的条件判断问题是本章教学的难点。
5.重难点突破策略:
一情感上:学生对于难的知识的接受有一定的抵触心理,通过介绍经典物理在物理问题解释的时候遇到困难,而量子力学的解释更为合理。提高对这一章节的学习兴趣。
方法上:本章节的内容较为抽象,概念也不容易理解。可以在学生原有的基础上进行类比。例如(P30页的第一题能很好的帮助学生理解量子化的概念)
光的粒子性实验比较难做,高中阶段也没有这样的实验仪器。可以通过放已经具有的视频或flash视频。帮助学生理解光电效应。再对照书上的电路图进行解释。利用例题学会运用。
6.教材内容的取舍:
   本章的内容为波粒二象性,但是光的波动性还没有学过,所以这一章主要讲解光的粒子性,但也要简单介绍光的波动性,对于第4节概率波和第5节不确定关系以学生自学为主。
 
第十七章  波粒二象性
17.1  能量量子化:物理学的新纪元
一、教学目标:
(一)知识与技能
1.了解什么是热辐射及热辐射的特性,了解黑体与黑体辐射
2.了解黑体辐射的实验规律,了解黑体热辐射的强度与波长的关系
3.了解能量子的概念
(二)过程与方法
了解微观世界中的量子化现象。比较宏观物体和微观粒子的能量变化特点。体会量子论的建立深化了人们对于物质世界的认识。
(三)情感、态度与价值观
领略自然界的奇妙与和谐,发展对科学的好奇心与求知欲,乐于探究自然界的奥秘,能体验探索自然规律的艰辛与喜悦。
教学重点:能量子的概念
教学难点:黑体辐射的实验规律
教学方法:教师启发、引导,学生讨论、交流。
教学用具:投影片,多媒体辅助教学设备
课时安排:1 课时      
教学过程
(一)引入新课
教师:介绍能量量子化发现的背景:(多媒体投影,见课件。)
19世纪末页,牛顿定律在各个领域里都取得了很大的成功:在机械运动方面不用说,在分子物理方面,成功地解释了温度、压强、气体的内能。在电磁学方面,建立了一个能推断一切电磁现象的 Maxwell方程。另外还找到了力、电、光、声----等都遵循的规律---能量转化与守恒定律。当时许多物理学家都沉醉于这些成绩和胜利之中。他们认为物理学已经发展到头了。
1900年,在英国皇家学会的新年庆祝会上,著名物理学家开尔文作了展望新世纪的发言:“科学的大厦已经基本完成,后辈的物理学家只要做一些零碎的修补工作就行了。”
也就是说:物理学已经没有什么新东西了,后一辈只要把做过的实验再做一做,在实验数据的小数点后面在加几位罢了!
但开尔文毕竟是一位重视现实和有眼力的科学家,就在上面提到的文章中他还讲到:
“但是,在物理学晴朗天空的远处,还有两朵令人不安的乌云,----”
这两朵乌云是指什么呢?
一朵与黑体辐射有关,另一朵与迈克尔逊实验有关。
然而, 事隔不到一年(1900年底),就从第一朵乌云中降生了量子论,紧接着(1905年)从第二朵乌云中降生了相对论。经典物理学的大厦被彻底动摇,物理学发展到了一个更为辽阔的领域。正可谓“山重水复疑无路, 柳暗花明又一村”。
点出课题:我们这节课就来体验物理学新纪元的到来――能量量子化的发现
(二)进行新课
1.黑体与黑体辐射
教师:在了解什么是黑体与黑体辐射之前,请同学们先阅读教材,了解一下什么是热辐射。
学生:阅读教材关于热辐射的描述。
教师:通过课件展示,加深学生对热辐射的理解。并通过课件展示,使学生进一步了解热辐射的特点,为黑体概念的提出准备知识。
(1)热辐射现象
固体或液体,在任何温度下都在发射各种波长的电磁波,这种由于物体中的分子、原子受到激发而发射电磁波的现象称为热辐射。
所辐射电磁波的特征与温度有关。
例如:铁块  温度↑
从看不出发光到暗红到橙色到黄白色
从能量转化的角度来认识,是热能转化为电磁能的过程。
(2)黑体
教师:除了热辐射之外,物体表面还会吸收和反射外界射来的电磁波。不同的物体吸收和反射电磁波的能力是不一样的。

黑体模型
 
概念:能全部吸收各种波长的电磁波而不发生反射的物体,称为绝对黑体,简称黑体。

教师:课件展示黑体模型。
不透明的材料制成带小孔的的空腔,可近似看作黑体。如图所示。
研究黑体辐射的规律是了解一般物体热辐射性质的基础。
【例1】  下列叙述正确的是    (    )
    A.一切物体都在辐射电磁波
    B.一般物体辐射电磁波的情况只与温度有关
    C.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关
    D.黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波
[解析]  根据热辐射的定义,A正确;根据热辐射和黑体辐射的特点知一般物体辐射电磁波的情况除与温度有关外,还与材料种类和表面状态有关,而黑体辐射只与黑体的温度有关,B错误,C正确;由黑体的定义知D正确。
[答案]  ACD
2.黑体辐射的实验规律
教师:引导学生阅读教材“黑体辐射的实验规律”,接合课件展示,讲解黑体辐射的实验规律。如图所示。
黑体热辐射的强度与波长的关系:随着温度的升高,一方面,各种波长的辐射强度都有增加,另一方面,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。
教师:提出问题,设置疑问。怎样解释黑体辐射的实验规律呢?

0      1       2       3       4        5         6
(μm)
1700K
1500K
λ
1300K
1100K
实验结果
在新的理论诞生之前,人们很自然地要依据热力学和电磁学规律来解释。德国物理学家维恩和英国物理学家瑞利分别提出了辐射强度按波长分布的理论公式。结果导致理论与实验规律不符,甚至得出了非常荒谬的结论,当时被称为“紫外灾难”。

课件展示:瑞利--金斯线。见课件。
 
【例2 】 炼钢工人通过观察炼钢炉内的颜色,就可以估计出炉内的温度,这是根据什么道理?
[解析]  本题考查热辐射的规律,解题时要注意辐射的能量与温度的关系。
[答案]  根据热辐射的规律可知,当物体的温度升高时,热辐射中较短波长的成分越来越强,可见光所占份额增大,温度越高红光成分减少,频率比红光大的其他颜色的光,为橙、黄、
绿、蓝、紫等光的成分就增多。因此可根据炉内光的颜色大致估计炉内的温度
[点评]  用学习的物理知识解释物理现象或者把握判断其特征,体现了学以致用的原则。
3.能量子:超越牛顿的发现
教师:利用已有的理论解释黑体辐射的规律,导致了荒谬的结果。必然会促使人们去发现新的理论。这就是能量子概念。
1900年,德国物理学家普朗克提出能量量子化假说:辐射黑体分子、原子的振动可看作谐振子,这些谐振子可以发射和吸收辐射能。但是这些谐振子只能处于某些分立的状态,在这些状态中,谐振子的能量并不象经典物理学所允许的可具有任意值。相应的能量是某一最小能量ε(称为能量子)的整数倍,即:ε, 1ε,2ε,3ε,... nε,n为正整数,称为量子数。
对于频率为ν的谐振子最小能量为

这个最小能量值,就叫做能量子
课件展示:普朗克的能量子假说和黑体辐射公式

(1)黑体辐射公式1900.10.19 普朗克在德国物理学会会议上提出一个黑体辐射公式

普朗克后来又为这种与经典物理格格不入的观念深感不安,只是在经过十多年的努力证明任何复归于经典物理的企图都以失败而告终之后,他才坚定地相信h的引入确实反映了新理论的本质。
1918年普朗克荣获了诺贝尔物理学奖。
他的墓碑上只刻着他的姓名和
黑体辐射的研究卓有成效地展现在人们的眼前,紫外灾难的疑点找到了,为人类解决了一大难题。使热爱科学的人们又一次倍感欣慰,但真理与谬误之争就此平息了吗?
没有。
物理难题:1888年,霍瓦(Hallwachs)发现一个带负电的金属板被紫外光照射会放电。近10年以后,1897年,汤姆孙发现了电子 ,此时,人们认识到那就是从金属表面射出的电子,后来,这些电子被称作光电子(photoelectron),相应的效应叫做光电效应。人们本着对光的完美理论(光的波动性、电磁理论)进行解释会出现什么结果?明天,我们就继续学习“科学的转折:光的粒子性”
 
【例3】  对应于3.4xl0—l9J的能量子,其电磁辐射的频率和波长各是多少?它是什么颜色?
[解析]  根据公式εo =hν和ν=c/λ得
 ν=ε/h=5.13x1014Hz
 λ=c/ν=5.85x10-7Hz
  5.13x10-14Hz的频率属于黄光的频率范围,它是黄光,其波长为5.85xl0—7m。
[答案]  5.13x10—l4Hz   5.85x10-7m  黄色
[点评]  要熟练掌握E=Pt=nε,εo =hν和ν=c/λ等关系,这是解题的关键。
(三)课堂小结
教师活动:让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结,其他同学在笔记本上总结,然后请同学评价黑板上的小结内容。
学生活动:认真总结概括本节内容,并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结,看谁的更好,好在什么地方。
点评:总结课堂内容,培养学生概括总结能力。
教师要放开,让学生自己总结所学内容,允许内容的顺序不同,从而构建他们自己的知识框架。
(四)作业:“问题与练习”1、2、3题
★教学体会
思维方法是解决问题的灵魂,是物理教学的根本;亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键,离开了思维方法和实践活动,物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素质的培养就成了镜中花,水中月。
 
 
17.2  科学的转折:光的粒子性
一、教学目标:
(一)知识与技能
1.通过实验了解光电效应的实验规律。
2.知道爱因斯坦光电效应方程以及意义。
3.了解康普顿效应,了解光子的动量
(二)过程与方法
经历科学探究过程,认识科学探究的意义,尝试应用科学探究的方法研究物理问题,验证物理规律。
(三)情感、态度与价值观
领略自然界的奇妙与和谐,发展对科学的好奇心与求知欲,乐于探究自然界的奥秘,能体验探索自然规律的艰辛与喜悦。
教学重点:光电效应的实验规律
教学难点:爱因斯坦光电效应方程以及意义
教学方法:教师启发、引导,学生讨论、交流。
教学用具:投影片,多媒体辅助教学设备
课时安排:2 课时      
教学过程:
(一)引入新课
提问:回顾前面的学习,总结人类对光的本性的认识的发展过程?
(多媒体投影,见课件。)
学生回顾、思考,并回答。
教师倾听、点评。
光的干涉、衍射现象说明光是电磁波,光的偏振现象进一步说明光还是横波。19世纪60年代,麦克斯韦又从理论上确定了光的电磁波本质。然而,出人意料的是,正当人们以为光的波动理论似乎非常完美的时候,又发现了用波动说无法解释的新现象——光电效应现象。对这一现象及其他相关问题的研究,使得人们对光的又一本质性认识得到了发展。
(二)进行新课
1.光电效应
教师:实验演示。(课件辅助讲述)
用弧光灯照射擦得很亮的锌板,(注意用导线与不带电的验电器相连),使验电 器张角增大到约为 30度时,再用与丝绸磨擦过的玻璃棒去靠近锌板,则验电器的指针张角会变大。
学生:认真观察实验。
教师提问:上述实验说明了什么?
学生:表明锌板在射线照射下失去电子而带正电。
概念:在光(包括不可见光)的照射下,从物体发射电子的现象叫做光电效应。发射出来的电子叫做光电子。
2.光电效应的实验规律
(1)光电效应实验
如图所示,光线经石英窗照在阴极上,便有电子逸出----光电子。
光电子在电场作用下形成光电流。
概念:遏止电压
将换向开关反接,电场反向,则光电子离开阴极后将受反向电场阻碍作用。
当 K、A 间加反向电压,光电子克服电场力作功,当电压达到某一值 Uc 时,光电流恰为0。 Uc称遏止电压。
根据动能定理,有
(2)光电效应实验规律
① 光电流与光强的关系
饱和光电流强度与入射光强度成正比。
② 截止频率νc ----极限频率
对于每种金属材料,都相应的有一确定的截止频率νc 。
当入射光频率ν>νc 时,电子才能逸出金属表面;
当入射光频率ν <νc时,无论光强多大也无电子逸出金属表面。
③ 光电效应是瞬时的。从光开始照射到光电子逸出所需时间<10-9s。
3.光电效应解释中的疑难
经典理论无法解释光电效应的实验结果。
经典理论认为,按照经典电磁理论,入射光的光强越大,光波的电场强度的振幅也越大,作用在金属中电子上的力也就越大,光电子逸出的能量也应该越大。也就是说,光电子的能量应该随着光强度的增加而增大,不应该与入射光的频率有关,更不应该有什么截止频率。
光电效应实验表明:饱和电流不仅与光强有关而且与频率有关,光电子初动能也与频率有关。只要频率高于极限频率,即使光强很弱也有光电流;频率低于极限频率时,无论光强再大也没有光电流。
光电效应具有瞬时性。而经典认为光能量分布在波面上,吸收能量要时间,即需能量的积累过程。
为了解释光电效应,爱因斯坦在能量子假说的基础上提出光子理论,提出了光量子假设。
4.爱因斯坦的光量子假设
(1)内容
光不仅在发射和吸收时以能量为hν的微粒形式出现,而且在空间传播时也是如此。也就是说,频率为ν 的光是由大量能量为 E =hν的光子组成的粒子流,这些光子沿光的传播方向以光速 c 运动。
(2)爱因斯坦光电效应方程

在光电效应中金属中的电子吸收了光子的能量,一部分消耗在电子逸出功W0,另一部分变为光电子逸出后的动能 Ek 。由能量守恒可得出:
W0为电子逸出金属表面所需做的功,称为逸出功
Wk为光电子的最大初动能。
(3)爱因斯坦对光电效应的解释:
①光强大,光子数多,释放的光电子也多,所以光电流也大。
②电子只要吸收一个光子就可以从金属表面逸出,所以不需时间的累积。    
③从方程可以看出光电子初动能和照射光的频率成线性关系
④从光电效应方程中,当初动能为零时,可得极限频率:
爱因斯坦光子假说圆满解释了光电效应,但当时并未被物理学家们广泛承认,因为它完全违背了光的波动理论。
5.光电效应理论的验证
美国物理学家密立根,花了十年时间做了“光电效应”实验,结果在1915年证实了爱因斯坦光电效应方程,h 的值与理论值完全一致,又一次证明了“光量子”理论的正确。
展示演示文稿资料:爱因斯坦和密立根
由于爱因斯坦提出的光子假说成功地说明了光电效应的实验规律,荣获1921年诺贝尔物理学奖。
密立根由于研究基本电荷和光电效应,特别是通过著名的油滴实验,证明电荷有最小单位。获得1923年诺贝尔物理学奖。
点评:应用物理学家的历史资料,不仅有真实感,增强了说服力,同时也能对学生进行发放教育,有利于培养学生的科学态度和科学精神,激发学生的探索精神。
例题  (教材36页)
学生通过运算得出相应的正确结果。
点评:理论联系实际,适量的练习题可以进一步巩固和掌握所学理论知识。
6.光电效应在近代技术中的应用
 
(1)光控继电器
可以用于自动控制,自动计数、自动报警、自动跟踪等。
 
(2)光电倍增管
可对微弱光线进行放大,可使光电流放大105~108倍,灵敏度高,用在工程、天文、科研、军事等方面。
 
 
 
7.康普顿效应
(1)光的散射
光在介质中与物质微粒相互作用,因而传播方向发生改变,这种现象叫做光的散射。
(2)康普顿效应
1923年康普顿在做 X 射线通过物质散射的实验时,发现散射线中除有与入射线波长相同的射线外,还有比入射线波长更长的射线,其波长的改变量与散射角有关,而与入射线波长   和散射物质都无关。
(3)康普顿散射的实验装置与规律:
按经典电磁理论:如果入射X光是某种波长的电磁波,散射光的波长是不会改变的!
散射中出现 的现象,称为康普顿散射。
康普顿散射曲线的特点:
① 除原波长 外出现了移向长波方向的新的散射波长
② 新波长 随散射角的增大而增大。
波长的偏移为
波长的偏移只与散射角 有关,而与散射物质种类及入射的X射线的波长 无关,
 = 0.0241?=2.41×10-3nm(实验值)
称为电子的Compton波长
只有当入射波长 与 可比拟时,康普顿效应才显著,因此要用X射线才能观察到康普顿散射,用可见光观察不到康普顿散射。
(4)经典电磁理论在解释康普顿效应时遇到的困难
①根据经典电磁波理论,当电磁波通过物质时,物质中带电粒子将作受迫振动,其频率等于入射光频率,所以它所发射的散射光频率应等于入射光频率。
②无法解释波长改变和散射角的关系。
(5)光子理论对康普顿效应的解释
①若光子和外层电子相碰撞,光子有一部分能量传给电子,散射光子的能量减少,于是散射光的波长大于入射光的波长。   
②若光子和束缚很紧的内层电子相碰撞,光子将与整个原子交换能量,由于光子质量远小于原子质量,根据碰撞理论, 碰撞前后光子能量几乎不变,波长不变。
③因为碰撞中交换的能量和碰撞的角度有关,所以波长改变和散射角有关。
(6)康普顿散射实验的意义
①有力地支持了爱因斯坦“光量子”假设;
②首次在实验上证实了“光子具有动量”的假设;
③证实了在微观世界的单个碰撞事件中,动量和能量守恒定律仍然是成立的。
展示演示文稿资料:康普顿
康普顿的成功也不是一帆风顺的,在他早期的几篇论文中,一直认为散射光频率的改变是由于“混进来了某种荧光辐射”;在计算中起先只考虑能量守恒,后来才认识到还要用动量守恒。
康普顿于1927年获诺贝尔物理奖。
展示演示文稿资料:吴有训对研究康普顿效应的贡献
1923年,吴有训参加了发现康普顿效应的研究工作.
1925—1926年,吴有训用银的X射线( =5.62nm) 为入射线,以15种轻重不同的元素为散射物质,在同一散射角( )测量各种波长的散射光强度,作了大量X射线散射实验。对证实康普顿效应作出了重要贡献。
点评:应用物理学家的历史资料,不仅有真实感,增强了说服力,同时也能对学生进行发放教育,有利于培养学生的科学态度和科学精神,激发学生的探索精神。

(7)光子的能量和动量

说明:动量能量是描述粒子的,频率和波长则是用来描述波的
(三)课堂小结
教师活动:让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结,其他同学在笔记本上总结,然后请同学评价黑板上的小结内容。
学生活动:认真总结概括本节内容,并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结,看谁的更好,好在什么地方。
点评:总结课堂内容,培养学生概括总结能力。
教师要放开,让学生自己总结所学内容,允许内容的顺序不同,从而构建他们自己的知识框架。
(四)作业:“问题与练习”1~6题。
★教学体会
思维方法是解决问题的灵魂,是物理教学的根本;亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键,离开了思维方法和实践活动,物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素质的培养就成了镜中花,水中月。
 
二、优化教学过程(一课时)
第十七章 波粒二象性
17.1 能量量子化:物理学的新纪元
一、黑体与黑体辐射
1.热辐射:周围的一切物体都在辐射电磁波.这种辐射与物体的_____有关,所以叫做热辐射.
2.黑体:某种物体能够______吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射,这种物体就是绝对黑体,简称黑体.
 
一、黑体辐射的实验规律
1.一般材料的物体,辐射的电磁波除与______有关外,还与材料的种类及表面状况有关.
2.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关.随着温度的升高,一方面,各种波长的辐射强度都有________.另一方面,辐射强度的极大值向波长较____的方向移动.
三、能量子
1.定义:普朗克认为,带电微粒辐射或者吸收能量时,只能辐射或吸收某个最小能量值的________.即:能的辐射或者吸收只能是一份一份的.这个不可再分的最小能量值ε叫做________.
2.能量子大小:εhν,其中ν是电磁波的频率,h称为普朗克常量.h=_______________J·s,(一般取h=6.63×10-34 J·s)
3.能量的量子化:在微观世界中能量是量子化的,或者说微观粒子的能量是分立的.这种现象叫能量的量子化.
基础巩固
 
 
 
2、黑体辐射的实验规律如图所示,由图可知    (    )
  A.随温度升高,各种波长的辐射强度都有增加
  B.随温度降低,各种波长的辐射强度都有增加
  C.随温度升高,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动
D.随温度降低,辐射强度的极大值向波长较长的方向移动

0      1       2       3       4        5         6
(μm)
1700K
1500K
λ
1300K
1100K
实验结果

 
 
 
 
 
 
 
 
3、能引起人的眼睛视觉效应的最小能量为1018J,已知可见光的平均波长约为60 μm,普朗克常量丸:6.63 x1034J·s,则进人人眼的光子数至少为    (    )
A.1个    B.3个     C .30个    D.300个
3、某广播电台发射功率为10kW,在空气中波长为187.5 m的电磁波,试求:
 (1)该电台每秒钟从天线发射多少个光子?
 (2)若发射的光子四面八方视为均匀的,求在离天线2.5km处,直径为2m的环状天线每秒接收的光子个数以及接收功率?
17.2  光的粒子性:科学的转折
【基础巩固】
1.在演示光电效应的实验中,原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连,用弧光灯照射锌板时,验电器的指针张开了一个角度,如图所示,这时    (    )
A.锌板带正电,指针带负电
B.锌板带正电,指针带正电
C.锌板带负电,指针带负电
D.锌板带负电,指针带正电
2.利用光子说对光电 效应的解释,下列说法正确的是(    )
A.金属表面的一个电子只能吸收一个光子
B.电子吸收光子后一定能从金属表面逸出,成为光电子
C.金属表面的一个电子吸收若干个光子,积累了足够的能量才能从金属表面逸出[来
D.无论光子能量大小如何,电子吸收光子并积累了能量后,总能逸出成为光电子
3.光电效应的规律中,经典波动理论不能解释的有  (    )
A.入射光的频率必须大于被照射金属的极限频率时才能产生光电效应
B.光电子的最大初动能与入射光的强度无关,只随入射光频率的增大而增大
C入射光照射到金属上时,光电子的发射几乎是瞬时的,一般不超过10—9s
D.当入射光频率大于极限频 率时,光电子数目与入射光强度成正比   
4.如图所示,电路中所有元件完好,但光照射到光电管上 ,灵敏电流计中没有电流通过,其原因可能是    (    )
A.入射光 太弱    B.入射光波长太长
C.光照时间短    D.电源正负极接反
 
 
 
5.用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而产生光电效应,可得到光电子最大初动能Ek随入射光频率v变化的Ek—v图象,已知钨的逸出功是3.28eV,锌的逸出功是3.34eV,若将两者的图象分 别用实线与虚线画在同一个Ek—v图上,则下图中正确的是    (    )
6.用绿光照射金属钾时恰能发生光 电效应,在下列情况下仍能发生光电效应的是    (    )
A.用红光照射金属钾,而且不断增加光的强度[来源:学科网ZXXK]
B.用较弱的紫外线照射金属钾
C.用黄光照射金属钾,且照射时间很长
D.只要入射光的波长小于绿光的波长,就可发生光电效应
7.在做光电效应演示实验时,,把某金属板连在验电器上,第一次用弧光灯直接照射金属板,验电器的指针张开一个角度,第二次在弧光灯和金属板之间插入一块普通玻璃,再用弧光灯照射,验电 器的指针不张开。由此可以判定,使金属板产生光电效应的是弧光灯中的(    )
A.可见 光成分    B.红外线成分     C.无线电波成分    D.紫外线成分
 
17.3 崭新的一页:粒子的波动性
自主学习
1. 了解光的波动性和粒子性的实验基础。
干涉和衍射现象说明了光具有波动性。而光电效应现象又无可辩驳地证明了光具有粒子性,因此,现代物理学认为:光具有            
 
2.正确理解光的波粒二象性
(1)少量光子的行为表现为粒子性,大量光子的行为表现为波动性。
(2)频率越低波动性越显著,越容易看到光的干涉和衍射现象;频率越高粒子性越显著,越不容易看到光的干涉和衍射现象。
(3)光在传播过程中往往表现出波动性,与物质发生作用时往往表现为粒子性。
3.光的波动性和粒子性与经典波和经典粒子的概念不同
(1)眀条纹是光子到达的概率较大,暗条纹光子到达的概率较小,这与经典波的振动叠加原理有所不同。
(2)光的粒子性是指光的能量不连续性,能量是一份一份的光子,没有一定的形状,也不占有一定的空间,这与经典粒子的概念有所不同。
4.物质波
1924年,法国物理学家徳布罗意提出:任何运动着的物体都有一种波与它对应,这种波就叫物质波,也叫徳布罗意波。
物质波的波长: ,其中 是普朗克常量。
 
【基础巩固】
1.下列现象中,说明光具有波动性的是(        )
(A)光在两种介质的界面同时发生反射和折射
(B)光的干涉和衍射
(C)几束光交叉相遇后,继续按原来方向前进
(D)光的直进
2.很容易观察到无线电波的波动性,而很难观察到γ射线的干涉和衍射现象,这是因为(        )
(A)无线电波只有波动性没有粒子性
(B)γ射线只有粒子性没有波动性
(C)γ射线的波长比无线电波短得多
(D)无线电波与γ射线的产生机理不同,无法进行比较
3.对光的波粒二象性的理解,正确的是(        )
(A)凡是光的现象,都可用光的波动性去解释,也可用光的粒子性去解释
(B)波粒二象性就是微粒说与波动说的统一
(C)一切粒子的运动都具有波粒二象性
(D)大量光子往往表现出波动性,少量光子往往表现出粒子性
4.下列说法中正确的是(        )
(A)关于光的粒子性,牛顿提出的微粒说和爱因斯坦提出的光子说是相同的
(B)关于光的波动性,惠更斯提出的波动说和麦克斯韦提出的电磁说是相同的
(C)光的波粒二象性就是既可以把光看作宏观概念上的波,以可以把光看作微观概念的粒子
(D)光了说和光的波粒二象性都没有否定光的电磁说
6.通过对光的本性认识不断深入,光的波粒二象性的发现,使我们知道粒子也可以具有        性,微观世界具有           的规律。
7.说明光具有粒子性的现象是(        )
(A)光电效应                      (B)光的干涉
(C)光的衍射                      (D)光的色散
8.光的干涉、衍射现象证明光具有          ,光电效应表明光具有            ,因此光具有                     
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
17.4概率波  不确定性关系
【学习目标】
1.知道光波和物质波都是概率波
2.了解“不确定关系”的具体含义
【重点难点】
1、人类对光的本性的认识的发展过程和不确定关系的概念
2、难点: 对量子化、波粒二象性、概率波等概念的理解;对不确定关系的定量应用
【自主学习】
1.经典粒子:粒子有一定的____________,有一定的__________有的还具有电荷有关。运动的基本特征是:任意时刻的确定的____________和____________以及时空中确定的__________。
2.经典波:经典的波在时空是弥散开来的,基本特征是:具有______ 和______,即具有时空的周期性
3概率波:光波是一种概率波,光的波动性不是光子之间____________引起的,而是光子自身_________的性质,光子在空间出现的概率可以通过波动的规律确定,所以光波是一种概率波。
4.不确定性关系:(1)定义:在经典力学中,一个质点的位置和动量是可以同时测定的,在量子力学中,要同时测出位置和动量是不太可能的,这种关系叫____________关系。
(2)表达式:___________
【基础巩固】
1.下列关于物质波的认识中正确的是    (      )
A.任何一个物体都有一种波和它对应,这就是物质波
  B.X光的衍射证实了物质波的假设是正确的
  C.电子的衍射证实了物质波的假设是正确的     D.物质波是一种概率波
2.频率为v的光子,德布罗意波长为λ=h/p,能量为E,则光的速度为    (       )
A.Eλ/h            B.pE             C.E/p               D.h2/Ep
3.经150V电压加速的电子束,沿同一方向射出,穿过铝箔后射到其后的屏上,则   (      )
  A.所有电子的运动轨迹均相同   B.所有电子到达屏上的位置坐标均相同
  C.电子到达屏上的位置坐标可用牛顿运动定律确定
  D.电子到达屏上的位置受波动规律支配,无法用确定的坐标来描述它的位置
4.下列属于概率波的是(       )
A水波        B.声波      C.电磁波      D.物质波
5.关丁微观粒子的运动,下列说法中正确的是(        )
A光于在不受外力作用时一定做匀速运动.  B.光子受到恒定外力作用时一定做匀变速运动.
C.只要知道电子的初速度和所受外力,就可以确定其任意时刻的速度.
D.运用牛顿力学无法确定微观粒子的运动规律.
6.若某个质子的动能和某个氦核的动能相等,则这两个粒子的德布罗意波长之比为(       )
A.1:2       B.2:1          C.1:4           D.4:1
7.运动的电子束穿过某一薄晶体时能产生明显的衍射现象,那么下列说法中正确的是(      )
A.电子束的运动速度越快,产生的衍射现象越明显.
B.电子束的运动速度越慢,产生的衍射现象越明显.
C.产生衍射现象的明显程度与电子束的运动速度无关.   D.以上说法都不对.
8.一个电子被加速后,以极高的速度在空间运动,关于它的运动,下列说法中正确的是(      )
A.电子在空间做匀速直线运动.      B.电子上下左右颤动着前进.
C.电子运动轨迹是正弦曲线.        D.无法预言它的路径.
9.关丁微观粒子的运动,下列说法中正确的是(    )
A光于在不受外力作用时一定做匀速运动. B.光子受到恒定外力作用时一定做匀变速运动.
C.只要知道电子的初速度和所受外力,就可以确定其任意时刻的速度.
D.运用牛顿力学无法确定微观粒子的运动规律.
10.运动的电子束穿过某一薄晶体时能产生明显的衍射现象,那么下列说法中正确的是(      )
A.电子束的运动速度越快,产生的衍射现象越明显.
B.电子束的运动速度越慢,产生的衍射现象越明显.
C.产生衍射现象的明显程度与电子束的运动速度无关.   D.以上说法都不对.
11.一个电子被加速后,以极高的速度在空间运动,关于它的运动,下列说法中正确的是(     )
A.电子在空间做匀速直线运动.   B.电子上下左右颤动着前进.
C.电子运动轨迹是正弦曲线.     D.无法预言它的路径.
12.质量为m、带电荷量为e、初速为零的电子,经加速电压U加速后,其电子的德布罗意波
长为 .(普朗克常量为h)电子显微镜用电子束代替光镜的光源,放大倍数可达数万倍,
这是因为(      )
电子束的波长短.  B.电子束的频率小.  C.电子束不具波动性.  D.电子束不具粒子性.
 
 
  (2).用动量定理解决动力学问题的一般步骤总结:
  (3).动量、动量变化量、动量变化率、冲量等概念的辨析理解。
三、课后巩固反馈
1.学生典型错误收集
 
2.矫正、巩固题设计
 
 
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