1、3 粒子的波动性细心的同学会发现，街道两侧路灯的开、关时间并不是固定的：天气晴朗时，路灯亮得晚；天气阴沉时，路灯亮得早其实这是光电效应在自动控制中的应用，这其中的核心部件是光电管(其原理是光电效应)图甲所示的是路灯自动控制的模拟电路，A为光电管，B为继电器，C为照明电路，D为路灯请连成正确的电路，达到“日出路灯熄，日落路灯亮”的效果甲乙答案：电路连接如图乙所示电源正极应与光电管的阳极相连，光电管阴极与电源负极相连，这样从光电管阴极逸出的电子被加速，容易到达阳极，在电路中形成电流，进而达到自动控制的目的一、光的波粒二象性1光的本性：光的干涉、衍射、偏振现象，表明光是一种_，光电效应和康普顿效应表
2、明光同时也是一种_，光具有_光的波动性和粒子性是统一的【答案】波 粒子 波粒二象性2光子的能量和动量的关系式(1)关系式：_，p_.(2)意义：能量和动量 p 是描述物质的_性的重要物理量，波长 和频率 是描述物质的_性的重要物理量因此h 和 ph揭示了光的_性和_性之间的密切关系【答案】(1)h h(2)粒子 波动 粒子 波动二、粒子的波动性及德布罗意波(物质波)的验证1德布罗意波：任何一个运动着的物体，都有一种波与它相对应，这种波叫_波，也称德布罗意波【答案】物质2物质波的波长、频率关系式：_，_.【答案】hp h3物质波的实验验证：1927年戴维孙和汤姆孙分别用晶体做了_的实验，得到了电
3、子的_，证实了电子的波动性【答案】电子衍射 衍射图样1光本性学说的发展简史如何理解光的波粒二象性学说名称微粒说波动说电磁说光子说波粒二象性代表人物牛顿惠更斯麦克斯韦爱因斯坦公认实验依据光的直线传播、光的反射光的干涉、衍射现象能在真空中传播，是横波，光速等于电磁波速光电效应、康普顿效应内容要点光是一群弹性粒子光是一种机械波光是一种电磁波光是由一份一份光子组成的光是具有电磁本性的物质，既有波动性又有粒子性2.光的波粒二象性内涵(1)光的干涉、衍射和偏振现象说明光具有波动性；光电效应、康普顿效应则说明光具有粒子性光既具有波动性，又具有粒子性，即具有波粒二象性，它们是统一的，光的粒子性并不否定光的波动
4、性，波动性、粒子性都是光的本身属性，只是在不同条件下表现不同(2)只有从波粒二象性角度，才能统一说明光的各种行为项目内容说明光的粒子性当光同物质发生作用时，这种作用是“一份一份”进行的，表现出粒子的性质少量光子表现出光的粒子性频率高的光易表现出光的粒子性，频率越高，粒子性越明显粒子的含义是“不连续”“一份一份”的光的粒子性中的粒子是不同于宏观观念的粒子项目内容说明光的波动性足够能量的光在传播时，表现出波的性质大量光子表现出波动性频率低的光易表现出光的波动性，波长越长，波动性越明显光的波动性是光子本身的一种属性，不是光子之间相互作用产生的光的波动性不同于宏观概念的波波动性和粒子性的对立、统一宏观
5、世界：波和粒子是相互对立的概念微观世界：波和粒子是统一的光子说并未否定波动性，Ehc/中，c和就是波动的概念1.（2020大庆一模）下列关于光的说法中，正确的是（）A光有时是波，有时是粒子B光电效应表明在一定条件下，光子可以转化为电子C光的干涉现象和光的衍射现象说明光具有粒子性D光电效应现象说明光具有粒子性【答案】D 解析：光既具有波动性又具有粒子性，故具有波粒二象性.故A错误；光电效应现象中能产生光电子，但不是光子转化为电子.故B错误；光的干涉现象和光的衍射现象说明光具有波动性.故C错误；光电效应现象说明光具有粒子性，故D正确.1两类物质物理学把宇宙中的物质分为两大类：一类是分子、原子、电子
6、、质子及由这些粒子所组成的物体，另一类是场，如电场、磁场等，它们虽不是由微观粒子构成的，却是客观存在的特殊物质2物质波(德布罗意波)(1)任何物体，小到电子、质子，大到行星、太阳都存在波动性我们之所以观察不到宏观物体的波动性，是因为宏观物体对应的波长太小的缘故，如子弹飞行的波长约1034 m.对物质波的认识(2)德布罗意波是一种概率波，粒子在空间各处出现的概率受波动规律支配，不要以宏观观点中的波理解德布罗意波(3)物质波假说是光的波粒二象性的一种推广，使之包括了所有物质粒子，即光子与实物粒子都具有粒子性，又都具有波动性，与光子对应的波是电磁波，与实物粒子对应的波是物质波特别提醒：在宏观现象中，
7、波与粒子是对立的概念，而在微观世界中，波与粒子可以统一2(多选)关于物质波，下列认识中错误的是()A任何运动的物体(质点)都伴随一种波，这种波叫物质波B伦琴射线的衍射实验，证实了物质波假设是正确的C电子的衍射实验，证实了物质波假设是正确的D宏观物体尽管可以看做物质波，但它们不具有干涉、衍射等现象【答案】BD【解析】由德布罗意波理论知，任何一个运动的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波与之相对应，这种波就叫物质波，可见，A选项是正确的；由于伦琴射线本身就是一种波，而不是实物粒子，故伦琴射线的衍射现象，并不能证实物质波理论的正确性，即B选项错误；电子是一种实物粒子，电子的衍射现象表明运
8、动着的实物粒子具有波动性，故C选项是正确的；由电子穿过铝箔的衍射实验知，少量电子穿过铝箔后所落位置是散乱的、无规律的，但大量电子穿过铝箔后落的位置则呈现出衍射图样，即大量电子的行为表现出电子的波动性，干涉、衍射是波的特有现象，只要是波，都会发生干涉、衍射现象，故选项D错误综合以上分析知，本题应选B、D.例1 有关光的本性，下列说法正确的是()A光既具有波动性，又具有粒子性，这是互相矛盾和对立的B光的波动性类似于机械波，光的粒子性类似于质点C大量光子才具有波动性，个别光子只具有粒子性D由于光既有波动性，又具有粒子性，无法用其中一种去说明光的一切行为，只能认为光具有波粒二象性对光的波粒二象性的理解
9、解析：19世纪初，人们成功地在实验中观察到了光的干涉、衍射现象，这属于波的特征，微粒说无法解释但到了19世纪末又发现了光的新现象光电效应，这种现象波动说不能解释，证实光具有粒子性因此，光既具有波动性，又具有粒子性，但不同于宏观的机械波和机械粒子波动性和粒子性是光在不同的情况下的不同表现，是同一客体的两个不同侧面、不同属性，我们无法用其中一种去说明光的一切行为，只能认为光具有波粒二象性选项D正确答案：D反思领悟：解答此类问题关键要理解光具有波粒二象性及掌握有关光的波动性、粒子性的一些常见现象1(2019昌吉期末)在验证光的波粒二象性的实验中，下列说法正确的是()A使光子一个一个地通过狭缝，如时间
10、足够长，底片上将会显示衍射图样B单个光子通过狭缝后，底片上会出现完整的衍射图样C光子通过狭缝的运动路线像水波一样D光的波动性是一个光子运动的规律【答案】A 解析：使光子一个一个地通过单缝，如果时间足够长，底片上中央到达的机会最多，其他地方机会较少，会出现衍射图样，故A正确；单个光子通过单缝后，底片上不会出现完整的衍射图样，故B错误；光子通过单缝后，体现的是粒子性，故C错误；单个光子通过单缝后打在底片的情况呈现出随机性，大量光子通过单缝后打在底片上的情况呈现出规律性，所以少量光子体现粒子性，大量光子体现波动性，故D错误例2 如果一个中子和一个质量为10 g的子弹都以103 m/s 的速度运动，则
11、它们的德布罗意波的波长分别是多长？(中子的质量为1.671027 kg)对物质波的理解与计算解析：中子的动量为 p1m1v，子弹的动量为 p2m2v，据 hp知中子和子弹的德布罗意波长分别为1hp1，2hp2，联立以上各式解得1 hm1v，2 hm2v将 m11.671027 kg，v1103 m/sh6.631034 Jsm21.0102kg.代入上面两式可解得14.01010 m，26.631035 m.答案：4.01010 m,6.631035 m反思领悟：本题考查德布罗意波波长计算一般先求出动量，再由公式 hp不难求得德布罗意波长注意计算时必须将各物理量统一采用国际单位制2(2019江
12、苏模拟)质量为m的粒子原来的速度为v，现将粒子的速度增大为2v，则该粒子的物质波的波长将(粒子的质量保持不变)()A保持不变B变为原来波长的4倍C变为原来波长的一半D变为原来波长的2倍【答案】C 解析：质量为 m 的粒子运动速度为 v，其动量 pmv，所以对应的物质波的波长为 hmv，现将粒子的速度增大为 2v，则描述该粒子的物质波的波长将变为原来波长的一半故选 C科学假说的作用为了解决一定的科学问题，人们常根据已知的科学事实和科学原理，对所研究的问题及其相关的现象作出一种猜测性的陈述或假定性的说明，这种猜测性的陈述或假定性的说明，就是假说科学假说是建立和发展科学理论的桥梁创新拓展提升 科学理
13、论是对自然界客观规律的正确反映，但受条件限制，人们不能一下子达到对客观规律的真理性认识，而往往要借助于假说这种研究方法，运用已知的科学原理与事实去探索未知的客观规律，不断地积累实验材料，逐步地从现象深入到本质，从个别上升到一般，从感性认识上升到理性认识，建立起正确反映客观规律的科学理论例3 下列物理现象的发现从科学研究的方法来说，属于科学假说的是()A安培揭示磁现象电本质B爱因斯坦由光电效应的实验规律提出光子说C探究加速度与质量和外力的关系D建立质点模型解析：探究加速度与质量和外力关系用的是控制变量法；建立质点模型是理想化方法；安培提出分子电流假说揭示了磁现象电本质，爱因斯坦提出光子说成功解释光电效应用的是科学假说答案：AB