波粒二象性知识点.docx

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1、波粒二象性学问点总结一：黑体与黑体辐射 1热辐射 (1)定义：我们四周的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关，所以叫热辐射。 (2)特点：热辐射强度按波长的分布状况随物体的温度而有所不同。 2黑体 (1)定义：在热辐射的同时，物体外表还会汲取和反射外界射来的电磁波。假设一些物体可以完全汲取投射到其外表的各种波长的电磁波而不发生反射，这种物体就是确定黑体，简称黑体。 (2)黑体辐射特点：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。 留意：一般物体的热辐射除与温度有关外，还与材料的种类及外表状况有关。二：黑体辐射的试验规律如下图，随着温度的上升，一方面，各种波长的辐射强度都有增

2、加；另方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向挪动。 三：能量子 1能量子：带电微粒辐射或汲取能量时，只能是辐射或汲取某个最小能量值的整数倍，这个不行再分的最小能量值E叫做能量子。 2大小：。 其中是电磁波的频率，h称为普朗克常量，6626x1034Js(般6.63x1034Js)。四：拓展：1、对热辐射的理解 1在任何温度下，任何物体都会放射电磁波，并且其辐射强度按波长的分布状况随物体的温度而有所不同，这是热辐射的一种特性。 在室温下，大多数物体辐射不行见的红外光；但当物体被加热到5000C左右时，开始发出暗红色的可见光。随着温度的不断上升，辉光渐渐亮起来，而且波长较短的辐射越来越多，大约在1

3、 5000C时变成光明的白炽光。这说明同一物体在确定温度下所辐射的能量在不同光谱区域的分布是不匀整的，而且温度越高光谱中与能量最大的辐射相对应的频率也越高。 2在确定温度下，不同物体所辐射的光谱成分有显著的不同。例如，将钢加热到约800时，就可视察到光明的红色光，但在同一温度下，熔化的水晶却不辐射可见光。 1黑体是一个志向化的物理模型。 (2如下图，假设在一个空腔壁上开个很小的孔，那么射人小孔的电磁波在空腔内外表会发生屡次反射和汲取，最终不能从空腔射出。这个空腔近似看成一个确定黑体。 留意：黑体看上去不愿定是黑色的，有些可看做黑体的物体由于自身有较强的辐射，看起来还会很光明。如炼钢炉口上的小孔

4、。3、普朗克能量量子化假说1如下图，假设与试验结果“令人满足地相符，图中小圆点表示试验值，曲线是依据普朗克公式作出的。 2能量子假说的意义 普朗克的能量子假说，使人类对微观世界的本质有了全新的相识，对现代物理学的开展产生了革命性的影响。普朗克常量h是自然界最根本的常量之一，它表达了微观世界的根本特征，架起了电磁波的波动性与粒子性的桥梁。 留意：物体在放射或接收能量的时候，只能从某一状态“飞跃地过渡到另一状态，而不行能停留在不符合这些能量的任何一个中间状态。二、光电效应现象 1、光电效应：光电效应：物体在光包括不行见光的照耀下放射电子的现象称为光电效应。2、光电效应的探讨结论：任何一种金属，都有

5、一个极限频率，入射光的频率必需大于这个极限频率，才能产生光电效应；低于这个频率的光不能产生光电效应。光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随着入射光频率的增大而增大。留意：从金属出来的电子速度会有差异，这里说的是从金属外表干脆飞出来的光电子。入射光照到金属上时，光电子的放射几乎是瞬时的，一般不超过10-9s；当入射光的频率大于极限频率时，光电流的强度与入射光的强度成正比。3、 光电效应的应用：光电管：光电管的阴极外表敷有碱金属，对电子的束缚实力比较弱，在光的照耀下简洁放射电子，阴极发出的电子被阳极搜集，在回路中形成电流，称为光电流。留意：光电管两极加上正向电压，可以增加光电流。光电流的大小跟

6、入射光的强度和正向电压有关，与入射光的频率无关。入射光的强度越大，光电流越大。遏止电压U0。回路中的光电流随着反向电压的增加而减小，当反向电压U0满足：，光电流将会减小到零，所以遏止电压与入射光的频率有关。4、波动理论无法说明的现象：不管入射光的频率多少，只要光强足够大，总可以使电子获得足够多的能量，从而产生光电效应，事实上假设光的频率小于金属的极限频率，无论光强多大，都不能产生光电效应。光强越大，电子可获得更多的能量，光电子的最大初始动能应当由入射光的强度来确定，事实上光电子的最大初始动能与光强无关，与频率有关。光强大时，电子能量积累的时间就短，光强小时，能量积累的时间就长，事实上无论光入射

7、的强度怎样微弱，几乎在开始照耀的一瞬间就产生了光电子.三、光子说1、普朗克常量普郎克在探讨电磁波辐射时，提出能量量子假说：物体热辐射所发出的电磁波的能量是不连续的，只能是的整数倍，称为一个能量量子。即能量是一份一份的。其中辐射频率，是一个常量，称为普朗克常量。2、光子说在空间中传播的光的能量不是连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子，光子的能量跟光的频率成正比。，其中：是普朗克常量，v是光的频率。四、光电效应方程1、逸出功W0: 电子脱离金属离子束缚，逸出金属外表抑制离子引力做的功。2、光电效应方程：假设入射光子的能量大于逸出功W0，那么有些光电子在脱离金属外表后还有剩余的动能依据能量守恒

8、定律，入射光子的能量等于出射光子的最大初动能与逸出功之和，即 其中是指出射光子的最大初动能。3、 光电效应的说明：极限频率：金属内部的电子一般一次只能汲取一个光子的能量，只有入射光子的能量大于或者等于逸出功W0 即：时，电子才有可能逸出，这就是光电效应存在极限频率的缘由。遏制电压：由和有：，所以遏制电压只与入射光频率有关，与入射光的强度无关，这就是光电效应存在遏制电压的缘由。五、康普顿效应说明光子具有动量1、康普顿效应：用X射线照耀物体时，一部分散射出来的X射线的波长会变长，这个现象叫康普顿效应。康普顿效应是验证光的波粒二象性的重要试验之一。2、康普顿效应的意义：证明了爱因斯坦光子假说的正确性

9、，提示了光子不仅具有能量，还具有动量。光子的动量为3、现象说明：碰撞前后光子与电子总能量守恒，总动量也守恒。碰撞前，电子可近似视为静止的，碰撞后，电子获得确定的能量和动量， X光子的能量和动量减小，所以X射线光子的波长变长。 六、光的波粒二象性 物质波 概率波 不确定关系1、光的波粒二象性：干预、衍射和偏振以无可辩驳的事实说明光是一种波；光电效应和康普顿效应又用无可辩驳的事实说明光是一种粒子，由于光既有波动性，又有粒子性，只能认为光具有波粒二象性。但不行把光当成宏观观念中的波，也不行把光当成宏观观念中的粒子。少量的光子表现出粒子性，大量光子运动表现为波动性；光在传播时显示波动性，与物质发生作用

10、时，往往显示粒子性；频率小波长大的波动性显著，频率大波长小的粒子性显著。2、光子的能量，光子的动量表示式也可以看出，光的波动性和粒子性并不冲突：表示粒子性的粒子能量和动量的计算式中都含有表示波的特征的物理量频率和波长。由以上两式和波速公式还可以得出：E = p c。3、物质波(德布罗意波)：1924年德布罗意法提出，实物粒子和光子一样具有波动性，任何一个运动着的物体都有一种与之对应的波，波长 / p，这种波叫物质波，也叫德布罗意波。4、概率波：从光子的概念上看，光波是一种概率波。光子落在明条纹的概率高，落在暗条纹的概率低。干预条纹是光子落在感光片上各点的概率分布的反映。留意：亮纹是光子落的概率

11、大，暗纹是概率小，不是光子照不到。5、电子云：原子核外电子的概率分布图。概率大的地方小圆点密一些，概率小的地方小圆点疏一些。探讨微观粒子的运动，轨道的概念毫无意义。6、不确定关系：微观粒子的坐标和动量不能同时完全精确地确定。假设用表示微观粒子位置的不确定性，用表示微观粒子在方向上动量的不确定性，那么有。缘由是因为微观粒子具有波动性。(1)由不确定性关系可知，坐标和动量，其中一个测量得越精确，另外一个的不确定性就越大。(2)微观粒子的波粒二象性和不确定性关系本质是一样的，导致共同的结果：微观粒子的运动状态，不能通过确定的轨道来描绘，只能通过概率波做统计性的描绘。(3)不确定性关系对宏观物体没有意义。频率高波长短，粒子性明显 频率低波长长，波动性明显传播时，波动性明显 光的产生，与其他物质作用，粒子性明显个别时，粒子性明显 大量时，波动性明显