學(xué)程 波粒二象性

1、學(xué)程波粒二象性能量量子化理學(xué)的新紀(jì)元1、黑體與黑體輻射.熱輻射：.黑體：2、黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律. 一般材料的物體，輻射的電磁波除與一有關(guān)外，還與材料的一及一有關(guān).黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布只與黑體的有關(guān)： 畫出黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律圖像：3、能量子定義：能量子大?。耗芰康牧孔踊豪?、某廣播電臺(tái)發(fā)射功率為10kW,在空氣中波長為187. 5 m的電磁波，試求：該電臺(tái)每秒鐘從天線發(fā)射多少個(gè)能量子？若發(fā)射的光子四面八方視為均勻的，求在離天線2. 5km處，直徑為2m的環(huán)狀天線每秒接收的 能量子個(gè)數(shù)以及接收功率？二光的粒子性科學(xué)的轉(zhuǎn)折1、光電效應(yīng)At .2、光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律畫出研究光電效應(yīng)的電路

2、圖光照在陰極K上，便有 逸出一一光電子。光電子在電場作用下形成. o電源作用電表分別測量光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律存在飽和電流在上圖的實(shí)驗(yàn)中，保持不變，在初始電流較小的情況下，隨著.增大,光電流一，但是存在一個(gè)即：光電流達(dá)到此值以后，即使增加電壓,光電流也不再增加。(畫出光電流和電壓關(guān)系的圖像)存在遏止電壓在上圖的實(shí)驗(yàn)中，即使電壓為0,光電流也不為 ,只有將所加電壓 的時(shí)候(在 光電管間形成使電子減速的電場)，光電流才可能為。使光電流減小到0的反向電壓稱為，用符號(hào)表示。遏止電壓的存在表明：,初速度的上限應(yīng)該滿足關(guān) TOC o 1-5 h z 系： O實(shí)驗(yàn)表明：對于一定顏色的光，遏止電壓都是一,與光照強(qiáng)

3、度 ,這表明：光電子的能量只與一有關(guān)，而與 無關(guān)。存在截止頻率實(shí)驗(yàn)還表明，當(dāng)入射光的頻率減小到某一數(shù)值vc時(shí)，即使不施加反向電壓也沒有光電流，這表 明已經(jīng)沒有,這個(gè)頻率稱為 也就是說當(dāng)：入射光的頻率小于 時(shí)，將不發(fā)生光電效應(yīng)。光電效應(yīng)具有瞬時(shí)性當(dāng)入射光頻率超過截止頻率 斜，無論入射光怎樣微弱，幾乎在照到金屬時(shí) 產(chǎn)生光電流，這個(gè)時(shí)間不超過O3、光電效應(yīng)解釋中的疑難按照經(jīng)典電磁理論，對于光電效應(yīng)該如何解釋？還應(yīng)得出如下的結(jié)論：但是這些結(jié)論與觀察到的現(xiàn)象不符，為了解釋光電效應(yīng)，愛因斯坦在能量子假說的基礎(chǔ)上提出 光子理論，提出了光量子假設(shè)。4、愛因斯坦的光量子假設(shè)、內(nèi)容：光不僅在發(fā)射和吸收時(shí)能量是一份

4、一份的，而且光本身就是由一個(gè)個(gè)不可分割的 一.組成的。頻率為v的光的能量子為一,這些能量子稱為一一。(h為普朗克常量)、愛因斯坦光電效應(yīng)方程在光電效應(yīng)中金屬中的電子吸收了光子的能量，一部分消耗在電子，另一部分變?yōu)楣怆娮右莩龊蟮膐由能量守恒可得出：逸出功o愛因斯坦光電效應(yīng)方程：畫出Ev圖像)、愛因斯坦對光電效應(yīng)的解釋：光強(qiáng)大，光子數(shù)多，釋放的光電子越多，所以光電流 o電子只要吸收光子就可以從金屬表面逸出，所以不需的累積。從方程可以看出光電子初動(dòng)能和照射光的頻率成線性關(guān)系從光電效應(yīng)方程中，當(dāng)初動(dòng)能為零時(shí)，可得截止頻率：5、光電效應(yīng)理論的驗(yàn)證美國物理學(xué)家密立根，花了十年時(shí)間做了 “光電效應(yīng)”實(shí)驗(yàn)，結(jié)

5、果在1915年證實(shí)了愛因斯坦光 電效應(yīng)方程，h的值與理論值完全一致，又一次證明了 “光量子”理論的正確。由于愛因斯坦提出 的光子假說成功地說明了光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，榮獲1921年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。密立根由于研究,特別是通過著名的一.實(shí)驗(yàn)，證明電荷有o獲得1923年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。6、康普頓效應(yīng)1)、光的散射,這種現(xiàn)象叫做光的散射。光在介質(zhì)中與物質(zhì)微粒相互作用，因而2）、康普頓效應(yīng)1923年康普頓在做X射線通過物質(zhì)散射的實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)散射線中除有與入射線波長相同的射線 外，還有比入射線波長更長的射線，這個(gè)現(xiàn)象稱為; 。3）、光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)深入的揭示了 ,前者表明： ,后者表明： 4）、光子的動(dòng)

6、量P二三粒子的波動(dòng)性嶄新的一頁了解光的波動(dòng)性和粒子性的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。干涉和衍射現(xiàn)象說明了光具有 O而光電效應(yīng)現(xiàn)象又無可辯駁地證明了光具 TOC o 1-5 h z 有，因此，現(xiàn)代物理學(xué)認(rèn)為：光具有O正確理解光的波粒二象性（1）少量光子的行為表現(xiàn)為大量光子的行為表現(xiàn)為 O（2）頻率越低越顯著，越容易看到光的干涉和衍射現(xiàn)象；頻率越高一越顯著,越不容易看到光的干涉和衍射現(xiàn)象。（3）光在傳播過程中往往表現(xiàn)出,與物質(zhì)發(fā)生作用時(shí)往往表現(xiàn)為o物質(zhì)波1924年，法國物理學(xué)家德布羅意提出：任何運(yùn)動(dòng)著的物體都有一種波與它對應(yīng)，這種波就叫，也叫 。物質(zhì)波的波長： O四概率波不確定性關(guān)系 經(jīng)典粒子：粒子有一定的,有一定的

7、有的還具有電荷有關(guān)。運(yùn)動(dòng)的基本特征是：任意時(shí)刻的確定的和以及時(shí)空中確定的 O經(jīng)典波：經(jīng)典的波在時(shí)空是彌散開來的，基本特征是：具有和，即具有一的周期性3概率波：光波是一種概率波，光的波動(dòng)性不是光子之間引起的，而是光子自身的性質(zhì)，光子在空間出現(xiàn)的概率可以通過波動(dòng)的規(guī)律確定，所以光波是一種。不確定性關(guān)系：（1）定義：在經(jīng)典力學(xué)中，一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的位置和動(dòng)量是可以同時(shí)測定的，在量子力學(xué)中，要同時(shí)測出位置和動(dòng)量是不太可能的，這種關(guān)系叫關(guān)系。（2）表達(dá)式： 鞏固練習(xí)用單色光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，戶處為亮紋，。處為暗紋，現(xiàn)在調(diào)整光源和雙縫，使光子一個(gè)一 個(gè)通過雙縫，則過去的某一光子（）一定到達(dá)尸處B.不能到達(dá)。處 C.

8、可能到達(dá)。處D.都不正確如圖所示為一真空光電管的應(yīng)用電路，其陰極金屬材料的極限頻率為4.5X1014HZ,則以下判 TOC o 1-5 h z 斷正確的是（）光發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，電路中光電流的飽和值取決于入射光的頻率I1發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，電路中光電流的飽和值取決于入射光的強(qiáng)度用2=0. 5以的光照射光電管時(shí)，電路中有光電流產(chǎn)生光照射時(shí)間越長，電路中的電流越大I1頻率為v的光照射某種金屬材料，產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能為若以頻率為2v的光照射K同一金屬材料，則光電子的最大初動(dòng)能是（）A. 2E B. E +7zv C. E hv D. E +27zv kkkk0用同一光電管研究。、。兩種單色光產(chǎn)生的光電

9、效應(yīng)，得到光電流/與 光電管兩極間所加電壓U的關(guān)系如圖.則這兩種光（）照射該光電管時(shí)a光使其逸出的光電子最大初動(dòng)能大從同種玻璃射入空氣發(fā)生全反射時(shí)，光的臨界角大通過同一裝置發(fā)生雙縫干涉，光的相鄰條紋間距大通過同一玻璃三棱鏡時(shí)，1光的偏折程度大一束波長為7X10-5 m的光波，每秒鐘有3X1015個(gè)光子通過一個(gè)與光線垂直的平面.另有 一束光，它傳輸相同的能量，但波長為4X10-5 m.那么這束光每秒鐘通過這個(gè)垂直平面的光子數(shù)目 為（）71221A X1015個(gè) B. 3X1015個(gè) CX1015個(gè)DX1015個(gè)JL/I光子有能量，也有動(dòng)量，動(dòng)量=/久客觀存在，也遵守有關(guān)動(dòng)量的規(guī)律.如圖所示，真空

10、中, 有一啞鈴形的裝置可繞通過橫桿中點(diǎn)的豎直軸0。在水平面內(nèi)靈活地轉(zhuǎn)動(dòng)，其中左邊是圓形黑紙 片，右邊是與左邊大小、質(zhì)量相同的圓形白紙片.當(dāng)用平行光垂直正面照射這兩個(gè)圓面時(shí)，對于裝 置開始時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)情況（俯視），下列說法中正確的是（）A.順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)B.逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)C.順時(shí)針方向和逆時(shí)針方向都有可能D.不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)氮筑激光器發(fā)射波長為632.8mn的單色光，試計(jì)算這種光的一個(gè)光子的能量為多少？若該激 光器的發(fā)光功率為18 mW,則每秒鐘發(fā)射多少個(gè)光子？經(jīng)1 X104V電壓加速的電子束，其德布羅意波長是多少？用上述電壓加速的質(zhì)子束，其德布 羅意波長是多少？ （me = 0.91X 10-30 kg,

11、 mp= 1.67X 10-27 kg）如圖所示，倫琴射線管兩極加上一高壓電源，即可在陽極A上產(chǎn)生X射 線.（72=6.63X 10-34 j.s,電子電荷量 e=1.6X10-19C）.求：（1）如高壓電源的電壓為20kV,求X射線的最短波長；（2）如此時(shí)電流表讀數(shù)為5 mA,l s內(nèi)產(chǎn)生5X 1013個(gè)平均波長為1.0X 10-io m 的光子，求倫琴射線管的工作效率.波長為久=0.71 A的倫琴射線使金箔發(fā)射光電子，電子在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場區(qū)域內(nèi) 做最大半徑為尸的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知r-B=1.88X10-4T-m.試求：（1）光電子的最大初動(dòng)能.（2）金屬的逸出功.11、納米技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應(yīng)用到社會(huì)生產(chǎn)、生活的各個(gè)方而將激光束的寬度聚光到納米級范 圍內(nèi)，可以精確