人教版高中物理選修5章總結(jié)復(fù)習(xí)素材：波粒二象性知識(shí)點(diǎn)

選修3-5知識(shí)點(diǎn)第十七章波粒二象性能量量子化一、黑體與黑體輻射1、熱輻射：一切物體都在輻射電磁波，這種輻波式 無線電班微波紅外線可見光紫外統(tǒng)一、黑體與黑體輻射1、熱輻射：一切物體都在輻射電磁波，這種輻我艮（扈［IfrS10"a 10-3 5寓1* iM 1什1。aif的菽粵我軟地建式A*吉峰大大針息主動(dòng)物才于庶孑原于牡射與物體的溫度有關(guān)。 .1物體在室溫時(shí)，熱輻射的主要成分是波長較長的電磁波，不能引起人的視覺。當(dāng)溫度升高時(shí)，熱輻射中較短波長的成分越來越強(qiáng)。2、熱輻射的特性：輻射強(qiáng)度按波長的分布情況隨物體的溫度而有所不同。3、黑體：物體表面能夠完全吸收入射的各種波長的電磁波而不發(fā)生反射。除了熱輻射之外，物體表面還會(huì)吸收和反射外界射來的電磁波。常溫下我們看到的物體的顏色就是反射光所致。一些物體在光線照射下看起來比較黑，那是因?yàn)樗针姶挪ǖ哪芰^強(qiáng)，而反射電磁波的能力較弱。4、黑體輻射：輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布只與黑體的溫度有關(guān)。二、黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律1、從中可以看出，隨著溫度的升高，一方面，各種波長的強(qiáng)度有所增加，另一方面，輻射強(qiáng)度的極大值向波長較短的方向移動(dòng)。2、維恩公式在短波區(qū)與實(shí)驗(yàn)非常接近，在長波區(qū)則與實(shí)驗(yàn)偏離很大。

FA11W人1■:3、瑞利公式在長波區(qū)與實(shí)實(shí)驗(yàn)基本一致，但在短波區(qū)與實(shí)驗(yàn)嚴(yán)重不符，不但不符，而且當(dāng)趨于0FA11W人1■:三、能量子1、￡叫能量子，簡稱量子，能量是量子化的，只能一份一份地按不連續(xù)方式輻射或吸收能量。￡二hv2、普朗克常量：對(duì)于頻率為v的能量子最小能量：￡二hv經(jīng)其量子h=10-34J/SO——普朗克常量光的粒子性光是電磁波：光的干涉、衍射現(xiàn)象說明光是波。一、光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律發(fā)流,1、光電效應(yīng)：即照射到金屬表面的光，能使金屬中的電子從表面逸出，發(fā)發(fā)流,射出來的電子叫光電子。2、研究光電效應(yīng)的電路圖：①K在受到光照時(shí)能夠射光電子汗，②光電子在UAK電場(chǎng)作用下形成光電鍬和電流遏止電壓意考工一建）簧兔（弱）③陽極A吸收陰極K發(fā)出的光電子。鍬和電流遏止電壓意考工一建）簧兔（弱）3、存在著飽和電流：入射光越強(qiáng)，單位時(shí)內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)越多。4、存在著遏止電壓和截止頻率①使光電流減少到0的反向電壓稱為遏止電壓。遏止電壓的存在意味著光電子具有一定的初速度。②入射光的頻率低于截止頻率時(shí)不發(fā)生光電效應(yīng)。③入射光強(qiáng)度決定著:單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射出來的電子數(shù)（光電子）。④入射光的頻率（顏色）決定著能否發(fā)生光電效應(yīng)和發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)光電子的最大初動(dòng)能。⑤光電子的能量只與入射光的頻率有關(guān)，而與入射光的強(qiáng)弱無關(guān)。5、光電效應(yīng)具有瞬時(shí)性。二、光電效應(yīng)解釋中的疑難1、逸出功W0：使電子脫離某種金屬所做功的最小值。①金屬表面層內(nèi)存在一種力，阻礙電子的逃逸。2、光越強(qiáng)，逸出的電子數(shù)越多，光電流也就越大。3、經(jīng)典理論無法解釋光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果三、愛因斯坦的光電效應(yīng)方程1、愛因斯坦的光量子假設(shè)：在空間傳播的光也不是連續(xù)的，光不僅在發(fā)射和吸收時(shí)能量是一份一份的，而且光本身就是由一個(gè)個(gè)不可分割的能量子組成。頻率為v的光，一個(gè)光子的能量為E=hv。2、愛因斯坦的光電效應(yīng)方程一個(gè)電子吸收一個(gè)光子（瞬時(shí)性）的能量hv后，一部分能量用來克服金屬的逸出功W0,剩下的表現(xiàn)為逸出后電子的初動(dòng)能Ek,。4斗T行1 2E,--mv二二,——光電子最大初動(dòng)能3、愛因斯坦的光電效應(yīng)的解釋4、光電效應(yīng)理論的驗(yàn)證：密立根①光子像其他粒子一樣，也具有能量。光電效應(yīng)顯示了光的粒子性。②光子：指在空間傳播時(shí)的每一份能量，光子不帶電。③光電子：是金屬表面受到光照射時(shí)發(fā)生的電子，其本質(zhì)是電子。④光子是光電效應(yīng)的因，光電子是果。四、康普頓效應(yīng)1、光的散射：光在介質(zhì)中與物質(zhì)微粒相互作用，因而傳播方向發(fā)生改變，這種現(xiàn)象叫做光的散射。2、康普頓效應(yīng)，原因：是能量有損失，導(dǎo)致波長變長。3、散射光：由于光是電磁振動(dòng)的傳播，入射光引起物質(zhì)內(nèi)部帶電微粒的受迫振動(dòng)，振動(dòng)著的帶電微粒從入射光吸收能量，并向四周輻射。4、康普頓的解釋①在散射中能量和動(dòng)量守恒②光子除了具有能量之外還具有動(dòng)量。③證實(shí)了在微觀世界的單個(gè)碰撞事件中，動(dòng)量和能量守恒定律仍然是成立的。五、光子的動(dòng)量①愛因斯坦光電效應(yīng)（光照金屬表明實(shí)驗(yàn)）：表明光子具有能量E⑹=hvh②康普頓效應(yīng)（光的散射實(shí)驗(yàn)）：表明光子具有動(dòng)量p=—2粒子的波動(dòng)性一、光的波粒二象性大量事實(shí)說明：光是一種波，同時(shí)也是一種粒子，光具有波粒二象性。粒子性 波動(dòng)性（具有能量e）￡一一1U（具有頻率0（具有動(dòng)量）J2（具有波長）hE=hV 片丁人h架起了粒子性與波動(dòng)性之間的橋梁二、粒子的波動(dòng)性：一切實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性。即每一個(gè)運(yùn)動(dòng)的粒子都與一個(gè)對(duì)應(yīng)的波相聯(lián)系,如一個(gè)質(zhì)量為m的實(shí)物粒子以速率v運(yùn)動(dòng)時(shí)，即具有以能量￡和動(dòng)量p所描述的粒子性，同時(shí)也具有以頻率v和波長入所描述的波動(dòng)性。EV=—h

」P為德布羅意波長與實(shí)物粒子相聯(lián)系的波稱為物質(zhì)波。三、物質(zhì)波的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：利用波的衍射和干涉進(jìn)行驗(yàn)證，通過晶體規(guī)則排列的物質(zhì)微粒。倫琴射線衍射實(shí)驗(yàn)電子衍射實(shí)驗(yàn)電子雙縫實(shí)驗(yàn)倫琴射線衍射實(shí)驗(yàn)電子衍射實(shí)驗(yàn)電子雙縫實(shí)驗(yàn)宏觀物體的波長太短,到現(xiàn)在為止，我們無法觀察到宏觀物體的波動(dòng)性。宏觀物體的波動(dòng)性不必考慮，只考慮其粒子性。概率波一、經(jīng)典的粒子和經(jīng)典的波1、經(jīng)典的粒子的基本特征:①粒子有一定的空間大小、一定的質(zhì)量和電荷量②粒子的運(yùn)動(dòng)遵從牛頓第二定律③粒子有確定的位置、速度以及時(shí)空中確定的軌道。2、經(jīng)典的波的基本特征:①在空間具有彌散性②具有一定的頻率、波長具有時(shí)空的周期性二、概率波：個(gè)別微觀粒子在何處出現(xiàn)有一定的偶然性，但大量粒子在空間何處出現(xiàn)的空間分布卻服從一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律。1、從光子的概念上看，光波是一種概率波。2、對(duì)于電子和其他微觀粒子，由于同樣具有波粒二象性，所以與它們相聯(lián)系的德布羅意波也是概率波。不確定性關(guān)系一、不確定關(guān)系：微觀粒子的運(yùn)動(dòng)已經(jīng)不再遵守牛頓運(yùn)動(dòng)定律，位置、動(dòng)量等具有不確定量（概率）。 ,①狹縫的寬度代表粒子位置不確定范圍。 | |'②中央亮條的寬度代表粒子動(dòng)量不確定范圍。Ax-Ap>-^―1、不確定關(guān)系的物理意義和微觀本質(zhì)（1）物理意義：微觀粒子不可能同時(shí)具有確定的位置和動(dòng)量。粒子位置的不確定量越小，動(dòng)量的不確定量就越大，反之亦然。（2）微觀本質(zhì)：是微觀粒子的波粒二象性及粒子空間分布遵從統(tǒng)計(jì)規(guī)律的必然結(jié)果。2、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”

宏觀物體微觀粒子坐標(biāo)宏觀物體微觀粒子坐標(biāo)具有確定的坐標(biāo)和動(dòng)量，沒有確定的坐標(biāo)和動(dòng)量，動(dòng)量可用牛頓力學(xué)描述需用量子力學(xué)描述軌跡有連續(xù)可測(cè)的運(yùn)動(dòng)軌道，可追蹤各個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)軌跡有概率分布