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高中物理光的波粒二象性知识点

教学总结 02-19 21:34:40 编辑:张丹
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光的波粒二象性知识点

一、黑体辐射规律

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1、黑体:只吸收外来电磁波而不反射的理想物体

 

2、黑体辐射的特点

 黑体的辐射强度按波长分布只与温度有关,与物体的材料和表面形状无关(一般物体的辐射强度按波长分布除与温度有关外,还与物体的材料、表面形状有关);

3、黑体辐射规律:

 随着温度的升高,任意波长的辐射强度都加强‚随着温度的升高,辐射强度的极大值向着波长减小的方向进行;

4、普朗克的量子说:

透过黑体辐射规律,普朗克认为:电磁皮的辐射和吸收,是不连续的,而是一份一份地进行的,每份叫一个能量子,能量为高中物理光的波粒二象性知识点

爱因斯坦受其启发,提出了光子说:光的传播和吸收也是一份一份地进行的,每一份叫一个光子,其能量为高中物理光的波粒二象性知识点(学习呀 www.xuexiya.com)

二、光电效应:

说明了光具有粒子性,同时说明了光子具有能量

1、光电效应现象

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紫外光照射锌板,锌板的电子获得足够的光子能量,挣脱金属正离子引力,脱离锌板成为光电子;锌板因失去电子而带上正电,于是与锌板相连的验电器也带上正电,金属箔张开。

2、实验原理电路图

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3、规律:

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① 存在饱和电流

饱和电流:在光电管两端加正向电压时,单位时间到达阳极A的光电子数增多,光电流越大;但当逸出的光电子全部到达阳极后,再增加正向电压,光电流就达到最大饱和值,称为饱和电流。

② 存在遏止电压

在光电管两端加反向电压时,单位时间内到达阳极A的光电子数减少,光电流减小;当反射电压达到某一值UC时,光电流减小为零,UC就叫“遏止电压”。

③ 存在截止频率

a、 截止频率的定义:

任何一种金属都有一个极限频率ν0,入射光的频率低于“极限频率”ν0时,无论入射光多强,都不能发生光电效应,这个极限频率称为截止频率。

b、“逸出功”定义:

电子从金属表面脱离金属所需克服金属正离子的引力所做的最小功。

要发生光电效应,入射光的能量(hν)要大于 “逸出功(W)” 即:高中物理光的波粒二象性知识点

④ 光电效应的“瞬时性”——因光电效应发生的时间,即为一个光子与一个电子能量交换

的时间,所以不管光强度如何,发生光电效应的时间极短,不超过10-9s。

4、爱因斯坦的光电效应方程:

光电子的最大初动能等于入射光光子的能量减逸出功  即:高中物理光的波粒二象性知识点

可见“光电子的最大初动能”与入射光的强度无关,只与入射光频率有关,图象如下图

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5、光电效应现象所用到的公式如下:

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6、光电效应方程对光电效应现象的解释如下

①在入射光频率一定的情况下,饱和光电流的大小与入射光的强度成正比,也就是

单位时间内被击出的光电子数与入射光的强度成正比。

②光电子的最大初动能与入射光的强度无关,而只与入射光的频率有关。频率越高,光电子的能量就越大。

③入射光的频率低于的光,无论光的强度如何,照射时间多长,都没有光电子发射。

④光的照射和光电子的释放几乎是同时的

三、康普顿效应:

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1、光子与石墨中的电子发生碰撞后,成分中出现波长变长光子的现象。

2、对康普顿效应的解释:光子与石墨中的电子发生碰撞后,把一部分能量和动量传递给了电子。因此,光子的能量和动量都要减小;又高中物理光的波粒二象性知识点所以在散射后光子成分中出现波长变长的光子。

3、意义:说明了光具有粒子性,同时说明了光子具有能量和动量。

四、光的波粒二象性

1、光子数目少时,易表现出粒子性;光子数目多时,易表现出波动性

2、波长越长,越易表现出波动性;波长越短,越易表现出粒子性

3、光子的能量高中物理光的波粒二象性知识点、光子的动量高中物理光的波粒二象性知识点

五、实物粒子的波粒二象性——实物粒子的波动性

1、德布罗意波(物质波):
任何运动的实物粒子都有一种波长与之对应:高中物理光的波粒二象性知识点

任何粒子都有一种频率与之对应:高中物理光的波粒二象性知识点

2、实物粒子(电子、质子、中子、分子等)波动性和实验验证科学家在实验室里,用晶体做了电子束衍射(波的特性)实验,得到了电子束的衍射图样,从而证明了实物粒子也具有波动性。(如图)

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六、概率波:光波和物质波都是概率波

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实验规律:

用光和实物粒子做干涉实验,减小入射强度,让光子或粒子一个一个地通过双缝,照射时间较短时(入射光子或粒子数较少)得到甲图的干涉图样(光子或粒子打到屏上的位置没有规律,充分说明了粒子数少时易表现出粒子性);当照射时间逐渐增加,图象由乙逐渐变成丙图(出现了近波动特征的明暗相间的条纹,充分说明了粒子数多时易表现出波动性)

说明:

1、并非所有光子或粒子只打到亮条纹处,也有打到暗纹处的,只是打到亮纹处的粒子概率较大——光波和实物波都是概率波。

2、光(或实物粒子)的波动性,是光子(或粒子)本身的属性,不是由光子(或粒子)间的作用引起的

七、不确定性关系
粒子的位置与动量不可同时被确定,位置的不确定性与动量的不确定性遵守不等式高中物理光的波粒二象性知识点,其中h为普朗克常量。