2013_2014学年高二物理同步课件：第2章第3节康普顿效应及其解释第4节光的波粒二象性.pptVIP

4．（双选）物理学家做了一个有趣的实验：在双缝干涉实验中，在光屏处放上照相底片，若减弱光流的强度，使光子只能一个一个地通过狭缝，实验结果表明，如果曝光时间不太长，底片上只出现一些不规则的点子；如果曝光时间足够长，底片上就会出现规则的干涉条纹，对这个实验结果有下列认识，正确的是(　　) A．曝光时间不长时，出现不规则的点子，表现出光的波动性 B．单个光子通过双缝后的落点无法预测 C．干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方 D．只有大量光子的行为才能表现出光的粒子性 解析：由于光波是一种概率波，故B、C正确．A中的现象说明了光的粒子性；个别光子的行为才通常表现出粒子性，故A、D错误． 答案：BC 5．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，动量守恒，且λ＝λ′ B．能量不守恒，动量不守恒，且λ＝λ′ C．能量守恒，动量守恒，且λλ′ D．能量守恒，动量守恒，且λλ′ 解析：能量守恒和动量守恒是自然界的普遍规律，适用于宏观世界也适用于微观世界．光子与电子碰撞时遵循这两个守恒定律．光子与电子碰撞前光子的能量ε＝hν＝ ，当光子与电子碰撞时，光子的一些能量转移给了电子，由上式知光子的能量减少，波长增加．故选项C正确． 答案：C 6．关于物质的波粒二象性，下列说法中不正确的是(　　) A．不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒二象性 B．运动的微观粒子与光子一样，当它们通过一个小孔时，都没有特定的运动轨道 C．波动性和粒子性，在宏观现象中是矛盾的、对立的，但在微观高速运动的现象中是统一的 D．实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性 能力提升 解析：光具有波粒二象性是微观世界具有的特殊规律，大量光子运动的规律表现出光的波动性，而单个光子的运动表现出光的粒子性．光的波长越长，波动性越明显，光的频率越高，粒子性越明显．而宏观物体的德布罗意波的波长太小，实际很难观察到波动性，但不是不具有波粒二象性．D项合题意． 答案：D 7．在光的双缝干涉实验中，在光屏上放上照相底片，并设法减弱光的强度，尽可能使光子一个一个地通过狭缝，在曝光时间不长和曝光时间足够长两种情况下，实验结果是(　　) ①若曝光时间不长，则底片上出现一些无规则的点 ②若曝光时间足够长，则底片上出现干涉条纹 ③这一实验结果表明光具有波动性 ④这一实验结果表明光具有粒子性 A．①②③ B．①②③④ C．②③④ D．①③④ 解析：大量光子往往表现出波动性，个别光子产生的效果往往显示出粒子性． 答案：B 8.（2012·上海卷）根据爱因斯坦的“光子说”可知（） A.“光子说”的本质就是牛顿的“微粒说” B.光的波长越长，光子的能量越小 C.一束单色光的能量可以连续变化 D.只有光子数很多时，光才具有粒子性 解析：爱因斯坦的“光子说”认为光是一份一份的，是不连续的，它并不否定光的波动性，而牛顿的“微粒说”与波动说是对立的，因此A错误.在爱因斯坦的“光子说”中光子的能量E=hv= ；可知波长越长，光子的能量越小，因此B正确.某一单色光，波长恒定，光子的能量也是恒定的，因此C错误.大量光子表现为波动性，而少数光子才表现为粒子性，因此D错误. 答案：B 9．在学校组织科技活动中，某研究小组研究了波长为1500 nm 的红外线，试分析红外线光的光子所具有的能量和动量各是多少？ 第三节　康普顿效应及其解释 第四节　光的波粒二象性 1．了解什么是康普顿效应． 2．知道光子是具有动量的，并了解光子动量的表达式． 3．了解康普顿应用光的电磁理论解释遇到的困难，了解康普顿是如何解释康普顿效应的． 4．知道光既具有波动性又有粒子性． 5．了解光是一种概率波． 在经典物理学的观念中，人们形成了一种观念，物质要么具有粒子性，要么具有波动性，非此即彼． 光的干涉、衍射等现象无可争辩地表明光具有波动性，而光电效应又无可争辩地表明光具有粒子性．由于光既具有波动性又具有粒子性，我们将无法只用其中的一种去说明光的一切行为． 现在，人们认识到，光既具有波动性又具有粒子性，也就是说光具有波粒二象性． 显而易见，在经典物理学中，波和粒子是两种不同的研究对象，具有非常不同的表现．那么，为什么光和微观粒子既表现有波动性又表现有粒子性的双重属性呢？让我们一起去探索经典的粒子和经典的波吧！ 一、康著顿效应 1．用光照射物体时，散发出来的光的波长会________的现象称为康普顿效应． 2．爱因斯坦提出光子的动