第十七章波粒二象性

第十七章波粒二象性Ⅰ學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)內(nèi)容知識與技能過程與方法情感態(tài)度與價值觀物理學(xué)的新紀(jì)元：能量量子化1．了解什么是熱輻射及熱輻射的特性。2．了解黑體和黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律。3．知道普朗克提出的能量子假說了解能量子假說，體會量子化的觀念1．領(lǐng)略科學(xué)探索的艱辛歷程，學(xué)習(xí)科學(xué)家鍥而不舍、大膽創(chuàng)新的科學(xué)探索精神。2．領(lǐng)略自然界的奇妙與和諧，發(fā)展對科學(xué)的好奇心與求知欲，樂于探究自然界的奧秘。3．通過學(xué)習(xí)，接受科學(xué)思維和科學(xué)方法的熏陶。4．通過波粒二象性和德布羅意波的學(xué)習(xí)，體會并且感受物理學(xué)的對稱美科學(xué)的轉(zhuǎn)折：光的粒子性1．通過實(shí)驗(yàn)了解光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律及光電效應(yīng)與經(jīng)典電磁理論的矛盾。2．理解愛因斯坦光電效應(yīng)方程以及意義。3．了解康普頓效應(yīng)，了解光子的動量1．觀察光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)過程。2．了解密立根實(shí)驗(yàn)求證的科學(xué)方法嶄新的一頁：粒子的波動性1．知道光具有波粒二象性，能夠區(qū)分光的波動性和粒子性。2．知道實(shí)物粒子和光子一樣具有波粒二象性，掌握物質(zhì)波波長的應(yīng)用了解波動性和粒子性的關(guān)系，體會辯證思維的方法概率波1．了解微粒說、波動說的基本觀點(diǎn)及對光學(xué)現(xiàn)象的解釋和所遇到的問題。2．了解事物的連續(xù)性與分立性是相對的，了解光既有波動性，又有粒子性。3．了解光波和物質(zhì)波都是概率波1．領(lǐng)悟什么是概率波。2．了解物理模型的特點(diǎn)，初步掌握科學(xué)抽象這種研究方法3．認(rèn)識數(shù)學(xué)工具在物理科學(xué)中的作用不確定性關(guān)系1．了解不確定關(guān)系的概念和相關(guān)計(jì)算。2．了解物理模型與物理現(xiàn)象經(jīng)歷科學(xué)探究過程，認(rèn)識科學(xué)探究的意義，嘗試應(yīng)用科學(xué)探究的方法研究物理問題

Ⅱ?qū)W習(xí)指導(dǎo)一、本章知識結(jié)構(gòu)二、本章重點(diǎn)、難點(diǎn)分析1．黑體和黑體輻射如果某種物質(zhì)能夠完全吸收入射的各種波長的電磁波而不發(fā)生反射，這種物體就是絕對黑體，簡稱黑體。(1)現(xiàn)實(shí)生活中不存在理想的黑體，實(shí)際的物體都能輻射紅外線(電磁波)，也都能吸收和反射紅外線，絕對黑體是理想化模型。(2)黑體看上去不一定是“黑”的，有些可看做暗黑體的物體由于自身較強(qiáng)的輻射，看起來還會很明亮，如煉鋼爐口上的小孔、一些發(fā)光體也被當(dāng)作黑體來處理。(3)黑體輻射的特性：黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布只與黑體的溫度有關(guān)。熱輻射特點(diǎn)吸收、反射特點(diǎn)一般物體輻射電磁波的情況與溫度有關(guān)，與材料的種類及表面情況有關(guān)既吸收，又反射，其能力與材料的種類及入射波長等因素有關(guān)黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布只與黑體的溫度有關(guān)完全吸收各種入射電磁波，不反射(4)黑體輻射實(shí)驗(yàn)規(guī)律。從下頁右圖中可以看出，隨溫度的升高，一方面，各種波長的輻射強(qiáng)度都在增加；另一方面輻射強(qiáng)度的極大值向波長較短的方向移動。2．能量的量子化宏觀世界的能量是連續(xù)的，微觀世界里的能量是不連續(xù)的，不是任意值，是量子化的，或者說是分立的。1900年，德國物理學(xué)家普朗克提出能量量子化假說：振動著的帶電微粒的能量只能是某一最小能量的整數(shù)倍，最小能量稱為能量子＝h普朗克常量：h＝6.626×10－34J·s3．光電效應(yīng)的規(guī)律(1)入射光越強(qiáng)，飽和光電流就越大，也就是單位時間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)越多。即光電流強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度成正比。光電效應(yīng)規(guī)律中“光電流的強(qiáng)度”指的是光電流的飽和值。因?yàn)楣怆娏魑催_(dá)到飽和值之前，其大小不僅與入射光的強(qiáng)度有關(guān)，還與光電管兩極間的電壓有關(guān)。只有在光電流達(dá)到飽和值以后才和入射光的強(qiáng)度成正比。(2)射出的光電子存在最大初動能，最大初動能與光強(qiáng)無關(guān)，只隨光的頻率的增大而增大。遏止電壓：使光電流減小到零的反向電壓UC＝eUc遏止電壓的存在說明光電子具有一定的初速度，遏止電壓隨入射光的頻率改變，與光強(qiáng)無關(guān)。(3)任何金屬都存在截止頻率，用超過截止頻率的光照射這種金屬才能產(chǎn)生光電效應(yīng)，低于截止頻率的光照射，無論光有多強(qiáng)，照射時間有多長，都不會產(chǎn)生光電效應(yīng)。(4)光電效應(yīng)的瞬時性，產(chǎn)生光電效應(yīng)的時間不會超過10－9s。例1光電效應(yīng)中，從同一金屬逸出的電子動能的最大值A(chǔ)．只跟入射光的頻率有關(guān)B．只跟入射光的強(qiáng)度有關(guān)C．跟入射光的頻率和強(qiáng)度都有關(guān)D．除跟入射光的頻率和強(qiáng)度有關(guān)外，還和光照時間有關(guān)說明：根據(jù)光電效應(yīng)的規(guī)律可知，光電子最大初動能Ek值取決于入射光的頻率，故選項(xiàng)A正確。4．愛因斯坦光電效應(yīng)方程(1)空間傳播的光是不連續(xù)的，而是一份一份的，每一份叫做一個光子，每個光子的能量E＝h。(2)愛因斯坦光電效應(yīng)方程：Ek＝h－W0。(3)光子說對光電效應(yīng)的解釋。①對光電流強(qiáng)度的解釋。發(fā)生光電效應(yīng)時，光強(qiáng)度越大意味著單位時間內(nèi)打在金屬上的光子數(shù)越多，那么逸出的光電子數(shù)目也就越多。②對截止頻率的解釋。光電效應(yīng)是金屬中的自由電子吸收了光子的能量后，其動能大到足以克服金屬離子的引力而逃逸出金屬表面，成為光電子。對一定金屬來說，如果入射光子的頻率較低，它的能量小于金屬的逸出功，就不能產(chǎn)生光電效應(yīng)，這就是存在截止頻率的原因。③對最大初動能的解釋。光電效應(yīng)方程：Ek＝h－W0，展示的是一個光子和一個電子之間能量轉(zhuǎn)化的守恒關(guān)系。逸出功是一定的，照射光的頻率越大，從金屬中逸出的光電子的初動能就越大。④對瞬時性的解釋。當(dāng)光子照到金屬上時，它的能量可以被金屬中的某個電子全部吸收。電子吸收光子能量后，動能立刻就增加了，不需要積累能量的過程。例2鋁的逸出功是4.2eV，現(xiàn)在將波長為200nm的光照射鋁的表面。求：(1)光電子的最大出動能；(2)遏止電壓為多少；(3)鋁的截止頻率是多大？說明：根據(jù)光電效應(yīng)方程有Ek＝－W0＝3.225×10－19J由Ek＝eUc可得由h0＝W可知0＝＝1.014×1015Hz例3用不同頻率的紫外線分別照射鎢和鋅的表面而產(chǎn)生光電效應(yīng)，可得到光電子最大初動能Ek隨入射光頻率變化的Ek－圖象。已知鎢的逸出功是3.28eV，鋅的逸出功是3.34eV，若將二者的圖象畫在同一個Ek－坐標(biāo)系中，如下圖所示用實(shí)線表示鎢、虛線表示鋅，則正確反映這一過程的是說明：依據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝h－W0可知，Ek－圖線的斜率代表普朗克常量h，因此鎢和鋅的Ek－圖線應(yīng)該平行。圖線的橫截距代表截止頻率c，而c＝，鎢的c小些，因此A圖正確。5．康普頓效應(yīng)X射線的光子與石墨晶體中的電子碰撞時遵守能量守恒定律和動量守恒定律，理論與實(shí)驗(yàn)符合得很好，說明光子與物質(zhì)粒子一樣，有能量、動量。假定X射線的光子與晶體中的電子發(fā)生完全彈性碰撞，光子把部分能量轉(zhuǎn)移給了電子，能量由h減小為h′，因此頻率減小，波長增大。同時，光子還使電子獲得一定的動量，這樣就圓滿地解釋了康普頓效應(yīng)。光子的動量為：6．光的波粒二象性光既具有波動性，又具有粒子性，為說明光的一切行為，只能說光具有波粒二象性。(1)既不可把光當(dāng)成宏觀觀念中的波，也不可把光當(dāng)成宏觀概念中的粒子。(2)大量光子產(chǎn)生的效果往往顯示出波動性，個別光子產(chǎn)生的效果往往顯示出粒子性；頻率越低的光波動性越明顯，頻率越高的光粒子性越明顯。(3)光在傳播過程中往往顯示波動性，在與物質(zhì)作用時往往顯示粒子性。例4下列有關(guān)光的波粒二象性的說法中，正確的是A．有的光是波，有的光是粒子B．光子與電子是同樣的一種粒子C．光的波長越長，其波動性越顯著；波長越短，其粒子性越顯著D．大量光子的行為往往顯示出粒子性說明：一切光都具有波粒二象性，光的有些行為(如干涉、衍射、偏振)表現(xiàn)出波動性，有些行為(如光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng))表現(xiàn)出粒子性，所以不能說有的光是波，有的光是粒子，而是光具有波粒二象性。波長越長，其波動性越顯著；波長越短，其粒子性越顯著；大量光子表現(xiàn)出波動性，少量光子顯示出粒子性。因此答案為C選項(xiàng)。7．粒子的波動性物質(zhì)波物質(zhì)波也稱為“實(shí)物波”或“德布羅意波”，德布羅意認(rèn)為，任何一個運(yùn)動著的物體，小到電子、質(zhì)子，大到行星、太陽，都有一種波和它對應(yīng)。德布羅意波例5電子經(jīng)電勢差為U＝200V的電場加速，在c的情況下，求此電子的德布羅意波長。說明：由動能定理可得電子加速后的速度由可得：8．概率波(1)經(jīng)典物理學(xué)概念中的粒子和波經(jīng)典的粒子：有一定的大小、質(zhì)量，有的還具有電荷，任意時刻具有確定的位置和速度及時空中確定的軌道。經(jīng)典的波：具有頻率和波長，具有時空的周期性。在經(jīng)典物理學(xué)中，粒子和波是兩種不同的研究對象，具有非常不同的表現(xiàn)。(2)光波是概率波光子在空間各點(diǎn)出現(xiàn)的概率遵從波動規(guī)律，所以光波是概率波。光子的行為服從統(tǒng)計(jì)規(guī)律。干涉加強(qiáng)處表示光子到達(dá)的數(shù)目多，從統(tǒng)計(jì)的觀點(diǎn)來看，就是光子在該處出現(xiàn)的概率大；干涉減弱處表示光子到達(dá)的數(shù)目少，也就是光子在該處出現(xiàn)的概率小。這種概率的大小服從波動規(guī)律，因此成為概率波。(3)物質(zhì)波是概率波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)系的物質(zhì)波也是概率波。雙縫干涉圖樣中的明紋處是電子落點(diǎn)概率大的地方，暗紋處是電子落點(diǎn)概率小的地方。例6在做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時，在觀察屏的某處是亮紋，則對光子到達(dá)觀察屏的位置下列說法正確的是A．到達(dá)亮紋處的比率比到達(dá)暗紋處的比率大B．到達(dá)暗紋處的比率比到達(dá)亮紋處的比率大C．該光子可能到達(dá)光屏的任何位置D．以上說法均有可能說明：根據(jù)概率波的含義，一個光子到達(dá)亮紋處的概率比到達(dá)暗紋處的概率大得多，但并不是一定能夠到達(dá)亮紋處，故選擇AC。9．不確定性關(guān)系微觀粒子的位置和動量不像宏觀粒子那樣是完全確定的，而是有一定的范圍，但動量不確定范圍和位置不確定范圍之間有一個確定關(guān)系，這就是不確定關(guān)系：不確定關(guān)系是微觀粒子具有波粒二象性的必然結(jié)果，除位置和動量的不確定關(guān)系外，還有其他不確定關(guān)系，如時間和能量的不確定關(guān)系。三、探究與拓展做一做1．自制黑體做一個閉合的空腔，在空腔的表面開一個小孔，小孔表面就可以模擬黑體表面，如圖所示。這是因?yàn)閺耐饷嫔鋪淼碾姶挪?，?jīng)小孔射入空腔，要在空腔壁上經(jīng)過多次反射，外面射來的電磁波幾乎全部被腔壁吸收。2．光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，若在鋅板與紫外線燈之間，插入一塊普通的玻璃板，驗(yàn)電器的指針還張開嗎？這說明什么？解析：此時驗(yàn)電器的指針不再張開，這說明使鋅板發(fā)生光電效應(yīng)的光線是紫外線。因?yàn)樽贤饩€不能穿過普通玻璃板。想一想“非典”期間，很多地方用紅外熱像儀檢測人的體溫，只要被測者從儀器前走過，便可知道他的體溫是多少，你知道其中的道理嗎？解析：根據(jù)熱輻射規(guī)律可知，人的體溫的高低直接決定了該人輻射的紅外線的頻率和強(qiáng)度。通過檢測被測者輻射的紅外線的情況就自然知道了該人的體溫。讀一讀介紹能量量子化發(fā)現(xiàn)的背景：19世紀(jì)末，牛頓定律在各個領(lǐng)域里都取得了很大的成功：在機(jī)械運(yùn)動方面不用說，在分子物理方面，成功地解釋了溫度、壓強(qiáng)、氣體的內(nèi)能。在電磁學(xué)方面，建立了一個能推斷一切電磁現(xiàn)象的Maxwell方程。另外還找到了力、電、光、聲等都遵循的規(guī)律——能量轉(zhuǎn)化與守恒定律。當(dāng)時許多物理學(xué)家都沉醉于這些成績和勝利之中。他們認(rèn)為物理學(xué)已經(jīng)發(fā)展到頭了。1900年，在英國皇家學(xué)會的新年慶祝會上，著名物理學(xué)家開爾文作了展望新世紀(jì)的發(fā)言：“科學(xué)的大廈已經(jīng)基本完成，后輩的物理學(xué)家只要做一些零碎的修補(bǔ)工作就行了。”也就是說：物理學(xué)已經(jīng)沒有什么新東西了，后一輩只要把做過的實(shí)驗(yàn)再做一做，在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的小數(shù)點(diǎn)后面在加幾位罷了!但開爾文畢竟是一位重視現(xiàn)實(shí)和有眼力的科學(xué)家，就在上面提到的文章中他還講到：“但是，在物理學(xué)晴朗天空的遠(yuǎn)處，還有兩朵令人不安的烏云……”這兩朵烏云是指什么呢？一朵與黑體輻射有關(guān)，另一朵與邁克爾遜實(shí)驗(yàn)有關(guān)。然而，事隔不到一年(1900年年底)，就從第一朵烏云中降生了量子論，緊接著(1905年)從第二朵烏云中降生了相對論。經(jīng)典物理學(xué)的大廈被徹底動搖，物理學(xué)發(fā)展到了一個更為遼闊的領(lǐng)域。正可謂“山重水復(fù)疑無路，柳暗花明又一村”。Ⅲ學(xué)習(xí)評價第一節(jié)物理學(xué)的新紀(jì)元：能量量子化1．一般材料的物體，輻射電磁波的情況除與溫度有關(guān)外，還與______有關(guān)。黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布只與______有關(guān)。2．以下宏觀概念，哪些是“量子化”的()A．一棵樹苗生長的高度B．從車站開出的汽車行駛過的路程C．人的個數(shù)D．燒水時溫度計(jì)的示數(shù)3．已知某單色光的波長為，在真空中光速為c，普朗克常量為h，則電磁波輻射的能量子的值為()A． B． C． D．以上均不正確4．單色光從真空射入玻璃時，它的()A．波長變長，速度變小，光量子能量變小B．波長變短，速度變大，光量子能量變大C．波長變長，速度變大，光量子能量不變D．波長變短，速度變小，光量子能量不變5．某激光器能發(fā)射波長為的激光，發(fā)射功率為P，c表示光速，h為普朗克常量，則激光器每秒發(fā)射的光量子數(shù)為多少？第二節(jié)科學(xué)的轉(zhuǎn)折：光的粒子性1．在演示光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，原來不帶電的一塊鋅板與靜電計(jì)相連，用弧光燈照射鋅板時，靜電計(jì)的指針就張開一個角度，如圖所示，這時()A．鋅板帶正電，指針帶負(fù)電B．鋅板帶正電，指針帶正電C．鋅板帶負(fù)電，指針帶正電D．鋅板帶負(fù)電，指針帶負(fù)電2．關(guān)于光電效應(yīng)的規(guī)律，下列說法中，不正確的是()A．當(dāng)某種色光照射金屬表面時，能產(chǎn)生光電效應(yīng)，則入射光的頻率越大，產(chǎn)生的光電子的最大初動能越大B．當(dāng)某種色光照射金屬表面時，能產(chǎn)生光電效應(yīng)，則入射光的強(qiáng)度越大，單位時間內(nèi)產(chǎn)生的光電子數(shù)越多C．同一頻率的光照射不同金屬，如果都能產(chǎn)生光電效應(yīng)，則逸出功大的金屬產(chǎn)生的光電子的最大初動能也越大D．對于某金屬，入射光波長必須小于某一極限波長，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)3．下表給出了一些金屬材料的逸出功材料銫鈣鎂鈹鈦逸出功(×10－19J)3.04.35.96.26.6現(xiàn)用波長為400nm的單色光照射上述材料，能產(chǎn)生光電效應(yīng)的材料有(普朗克常量h＝6.6×10－34J·s，光速c＝3.0×108m/A．2種 B．3種 C．4種 D．5種4．如圖所示為光電管的工作電路，要使電路中形成較強(qiáng)的光電流，須在A、K兩電極間加一直流電壓，則()A．電源正極應(yīng)接在P點(diǎn)，光電子從K極發(fā)出B．電源正極應(yīng)接在P點(diǎn)，光電子從A極發(fā)出C．電源正極應(yīng)接在Q點(diǎn)，光電子從K極發(fā)出D．電源正極應(yīng)接在Q點(diǎn)，光電子從A極發(fā)出5．一細(xì)束平行光，經(jīng)玻璃三棱鏡折射后分成互相分離的三束光，分別照射到相同的金屬板a、b、c上，如圖所示，已知金屬板b上有光電子逸出，可知()A．板a上一定有光電子逸出B．板a上一定無光電子逸出C．板c上一定有光電子逸出D．板c上一定無光電子逸出6．頻率為的光照射某金屬材料，產(chǎn)生光電子的最大初動能為Ek。若以頻率為2的光照射同一種金屬材料，則光電子的最大初動能為______。7．X射線散射后波長會改變，是由于X射線光子和物質(zhì)中電子______的結(jié)果。8．氦氖激光器發(fā)射波長為6.328×10－7m的單色光，試計(jì)算這種光的一個光子的能量為多少？若該激光器的發(fā)光功率為18mW，則每秒鐘發(fā)射多少個光子？(普朗克常量h＝6.63×10－34J·s9．光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，如下圖所示用頻率為7.5×1014Hz的光照射金屬K，當(dāng)電壓表示數(shù)減為0.91V時，靈敏電流表上才有電流出現(xiàn)。(普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，電子的電量為1.6×10－19C(1)求該金屬的逸出功；(2)若將電路中電源正負(fù)極對調(diào)，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片，使電壓表的示數(shù)為2V時，光電子到達(dá)陽極A的最大動能為多少？(3)若電流表的示數(shù)為0.48A，則每秒從陰極K發(fā)射出的電子個數(shù)是多少?第三節(jié)嶄新的一頁：粒子的波動性1．在下列各組所說的兩個現(xiàn)象中，都表現(xiàn)出光具有粒子性的是()A．光的折射現(xiàn)象、偏振現(xiàn)象 B．光的反射現(xiàn)象、干涉現(xiàn)象C．光的衍射現(xiàn)象、色散現(xiàn)象 D．光電效應(yīng)現(xiàn)象、康普頓效應(yīng)2．關(guān)于光的波粒二象性的理解正確的是()A．大量光子的效果往往表現(xiàn)出波動性，個別光子的行為往往表現(xiàn)出粒子性B．光在傳播時是波，而與物質(zhì)相互作用時就轉(zhuǎn)變成粒子C．高頻光是粒子，低頻光是波D．波粒二象性是光的根本屬性，有時它的波動性顯著，有時它的粒子性顯著3．在中子衍射技術(shù)中，常利用熱中子研究晶體的結(jié)構(gòu)，因?yàn)闊嶂凶拥牡虏剂_意波長與晶體中原子間距相近，已知中子質(zhì)量m＝1.67×10－27kg，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，可以估算出德布羅意波長＝1.82×10－10A．10－17kg·m/s B．10－18kg·mC．10－20kg·m/s D．10－24kg·m4．2003年全世界物理學(xué)家評選出“十大最美物理實(shí)驗(yàn)”，排名第一的為1961年物理學(xué)家利用“托馬斯·楊”雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置，進(jìn)行電子干涉的實(shí)驗(yàn)。從輻射源輻射出的電子束經(jīng)兩靠近的狹縫后在顯微鏡的熒光屏上出現(xiàn)干涉條紋，如圖所示，該實(shí)驗(yàn)說明()A．光具有波動性B．光具有波粒二象性C．微觀粒子也具有波動性D．微觀粒子也是一種電磁波5．試估算一個中學(xué)生在百米賽跑時的德布羅意波長。第四節(jié)概率波第五節(jié)不確定性關(guān)系1．關(guān)于經(jīng)典的波的特征，下列說法正確的是()A．具有一定的頻率，但沒有固定的波長B．具有一定的波長，但沒有固定的頻率C．既具有一定的頻率，也具有固定的波長D．具有周期性2．在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若在像屏處放上照相底片，并使光減弱到使光子只能一個一個地通過狹縫，實(shí)驗(yàn)證明，如果曝光時間不太長，底片上出現(xiàn)___________；如果曝光時間足夠長底片上出現(xiàn)___________。3．下列說法正確的是()A．光波是一種概率波B．光波是一種電磁波C．光的波長越長，光子的能量越大D．光的干涉和衍射現(xiàn)象說明光具有波動性4．在單縫衍射實(shí)驗(yàn)中，中央亮紋的光強(qiáng)占從單縫射入的整個光強(qiáng)的95％以上，假設(shè)現(xiàn)在只讓一個光子通過單縫，那么該光子()A．一定落在中央亮紋上B．一定落在亮紋處C．可能落在暗紋處D．落在中央亮紋處的可能性最大5．關(guān)于不確定性關(guān)系有以下幾種理解，正確的是()A．微觀粒子的動量不可確定B．微觀粒子的位置不可確定C．微觀粒子的動量和位置不可同時確定D．不確定關(guān)系不僅適用于電子和光子等微觀粒子，也適用于宏觀物體6．試比較電子和質(zhì)量為10g的子彈位置的不確定量范圍。(它們的速率為200m/s，動量的不確定范圍為0.01％，電子的質(zhì)量為9.1×10－31kg

全章練習(xí)一、選擇題1．以下結(jié)論，能正確解釋黑體輻射實(shí)驗(yàn)規(guī)律的是()A．能量的連續(xù)經(jīng)典理論B．普朗克提出的能量量子化理論C．以上兩種理論體系任何一種都能解釋D．牛頓提出的微粒說2．關(guān)于光電效應(yīng)，以下說法正確的是()A．光電子的最大初動能與入射光的頻率成正比B．光電子的最大初動能越大，形成的光電流越強(qiáng)C．能否產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，決定于入射光光子的能量是否大于或等于金屬的逸出功D．用頻率是1的綠光照射某金屬發(fā)生了光電效應(yīng)，改用頻率是2的黃光照射該金屬一定不發(fā)生光電效應(yīng)3．當(dāng)具有5.0eV能量的光子照射到某金屬表面后，從金屬表面逸出的電子具有最大的初動能是1.5eV。為了使這種金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，入射光的最低能量為()A．1.5eV B．3.5eV C．5.0eV D．6.5eV4．人眼對綠光最為敏感，正常人的眼睛接收到波長530nm的綠光時，只要每秒有6個綠光的光子射入瞳孔，眼睛就能察覺。普朗克常量為6.63×10－34J·s，光速為3.0×108m/A．3.8×10－19W B．7.0×10－48WC．1.2×10－48W D．2.3×10－18W5．用波長為1和2的單色光A和B分別照射兩種金屬C和D的表面。單色光A照射兩種金屬時都能產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象；單色光B照射時，只能使金屬C產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，不能使金屬D產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象。設(shè)兩種金屬的逸出功分別為WC和WD，則下列選項(xiàng)正確的是()A．1＞2，WC＞W(wǎng)D B．1＞2，WC＜WDC．1＜2，WC＞W(wǎng)D D．1＜2，WC＜WD6．關(guān)于光的性質(zhì)，下列敘述中正確的是()A．在其他同等條件下，光頻率越高，衍射現(xiàn)象越容易看到B．頻率越高的光，粒子性越顯著；頻率越低的光，波動性越顯著C．大量光子產(chǎn)生的效果往往顯示出波動性，個別光子產(chǎn)生的效果往往顯示出粒子性D．如果讓光子一個一個地通過狹縫后，它們的軌跡是相同的7．關(guān)于物質(zhì)波，下列說法中正確的是()A．實(shí)物粒子與光子一樣都具有波粒二象性，所以實(shí)物粒子與光子是相同本質(zhì)的物體B．物質(zhì)波和光波都是概率波C．粒子的動量越大，其波動性越易觀察D．粒子的動量越小，其波動性越易觀察8．要觀察納米級以下的微小結(jié)構(gòu)，需要利用分辨率比光學(xué)顯微鏡更高的電子顯微鏡。有關(guān)電子顯微鏡的下列說法，正確的是()A．它是利用了電子物質(zhì)波的波長比可見光短，因此不容易發(fā)生明顯衍射B．它是利用了電子物質(zhì)波的波長比可見光長，因此不容易發(fā)生明顯衍射C．它是利用了電子物質(zhì)波的波長比可見光短，因此更容易發(fā)生明顯衍射D．它是利用了電子物質(zhì)波的波長比可見光長，因此更容易發(fā)生明顯衍射9．現(xiàn)代物理學(xué)認(rèn)為，光和實(shí)物粒子都具有波粒二象性，下列事實(shí)中，突出體現(xiàn)波動性的是()A．一定頻率的光照射到鋅板上，光的強(qiáng)度越大，單位時間內(nèi)鋅板上發(fā)射的光電子就越多B．肥皂液是無色的，吹出的肥皂泡卻是彩色的C．質(zhì)量為10－3kg、速度為10－2m/s的小球，其德布羅意波長約為10－D．人們常利用熱中子研究晶體的結(jié)構(gòu)，因?yàn)闊嶂凶拥牡虏剂_意波長與晶體中原子間距大致相同二、填空題10．康普頓效應(yīng)證實(shí)了光子不僅具有能量，也有動量，如圖給出了光子與靜止電子碰撞后，電子的運(yùn)動方向，則碰撞后光子可能沿方向______運(yùn)動，并且波長______(填“不變”、“變小”或“變長”)。11．已知銫的截止頻率為4.545×1014Hz，鈉的截止頻率為6.000×1014Hz，銀的截止頻率為1.153×1015Hz，鉑的截止頻率為1.529×1015Hz，當(dāng)用波長為0.375m的光來照射它們的時候，可能發(fā)生光電效應(yīng)的是______。12．如圖所示，這是工業(yè)生產(chǎn)中大部分光電控制設(shè)備