第十七章：波粒二象性
1、黑體輻射規律
1、黑體：只吸收外來電磁波而不反射的理想物體
2、黑體輻射的特點
黑體的輻射強度按波長分布只與溫度有關，與物體的材料和表面形狀無關（一般物體的輻射強度按波長分布除與溫度有關外，還與物體的材料、表面形狀有關）；
3、黑體輻射規律：
隨著溫度的公升高，任意波長的輻射強度都加強
隨著溫度的公升高，輻射強度的極大值向著波長減小的方向進行；
4、蒲朗克的量子說：
透過黑體輻射規律，蒲朗克認為：電磁皮的輻射和吸收，是不連續的，而是乙份乙份地進行的，每份叫乙個能量子，能量為。愛因斯坦受其啟發，提出了光子說：
光的傳播和吸收也是乙份乙份地進行的，每乙份叫乙個光子，其能量為
二、光電效應：說明了光具有粒子性，同時說明了光子具有能量
1、光電效應現象
紫外光照射鋅板，鋅板的電子獲得足夠的光子能量，掙脫金屬正離子引力，脫離鋅板成為光電子；鋅板因失去電子而帶上正電，於是與鋅板相連的驗電器也帶上正電，金屬箔張開。
2、實驗原理電路圖
3、規律：
① 存在飽和電流
飽和電流：在光電管兩端加正向電壓時，單位時間到達陽極a的光電子數增多，光電流越大；但當逸出的光電子全部到達陽極後，再增加正向電壓，光電流就達到最大飽和值，稱為飽和電流。
存在遏止電壓
在光電管兩端加反向電壓時，單位時間內到達陽極a的光電子數減少，光電流減小；當反射電壓達到某一值uc時，光電流減小為零，uc就叫「遏止電壓」。
存在截止頻率
a、 截止頻率的定義：任何一種金屬都有乙個極限頻率ν0，入射光的頻率低於
「極限頻率」ν0時，無論入射光多強，都不能發生光電效應，這個極限頻率稱為
截止頻率。
b、「逸出功」定義：電子從金屬表面脫離金屬所需克服金屬正離子的引力所做的最小功。
要發生光電效應，入射光的能量（hν）要大於 「逸出功（w）」 即：
光電效應的「瞬時性」——因光電效應發生的時間，即為乙個光子與乙個電子能量交換
的時間，所以不管光強度如何，發生光電效應的時間極短，不超過10-9s。
4、愛因斯坦的光電效應方程：
光電子的最大初動能等於入射光光子的能量減逸出功即：
可見「光電子的最大初動能」與入射光的強度無關，只與入射光頻率有關，圖象如下圖
5、光電效應現象所用到的公式如下：
6、光電效應方程對光電效應現象的解釋如下
①在入射光頻率一定的情況下，飽和光電流的大小與入射光的強度成正比，也就是
單位時間內被擊出的光電子數與入射光的強度成正比。
②光電子的最大初動能與入射光的強度無關，而只與入射光的頻率有關。頻率越高，
光電子的能量就越大。
③入射光的頻率低於的光，無論光的強度如何，照射時間多長，都沒有光電子發射。
④光的照射和光電子的釋放幾乎是同時的
例題：鋁的逸出功是4.2ev，現在將波長200nm的光照射鋁的表面。
（1）求光電子的最大初動能
（2）求遏制電壓
（3）求鋁的截止頻率
3、康普頓效應：
1、光子與石墨中的電子發生碰撞後，成分**現
波長變長光子的現象。
2、對康普頓效應的解釋：光子與石墨中的電子發生碰撞後，把一部分能量和動量傳遞給了電子。因此，光子的能量和動量都要減小；又所以在散射後光子成分**現波長變長的光子。
3、意義：說明了光具有粒子性，同時說明了光子具有能量和動量。
1、光子數目少時，易表現出粒子性；光子數目多時，易表現出波動性
2、波長越長，越易表現出波動性；波長越短，越易表現出粒子性
3、光子的能量、光子的動量
五、實物粒子的波粒二象性——實物粒子的波動性
1、德布羅意波（物質波）：
任何運動的實物粒子都有一種波長與之對應：
任何粒子都有一種頻率與之對應：
2、實物粒子（電子、質子、中子、分子等）波動性和實驗驗證
科學家在實驗室裡，用晶體做了電子束衍射（波的特性）實驗，
得到了電子束的衍射圖樣，從而證明了實物粒子也具有波動性。（如圖）
六、概率波：光波和物質波都是概率波
實驗規律：
用光和實物粒子做干涉實驗，減小入射強度，讓光子或粒子乙個乙個地通過雙縫，照射時間較短時（入射光子或粒子數較少）得到甲圖的干涉圖樣（光子或粒子打到屏上的位置沒有規律，充分說明了粒子數少時易表現出粒子性）；當照射時間逐漸增加，圖象由乙逐漸變成丙圖（出現了近波動特徵的明暗相間的條紋，充分說明了粒子數多時易表現出波動性）
說明：1、並非所有光子或粒子只打到亮條紋處，也有打到暗紋處的，只是打到亮紋處的粒子概率
較大——光波和實物波都是概率波。
2、光（或實物粒子）的波動性，是光子（或粒子）本身的屬性，不是由光子（或粒子）間
的作用引起的
7、不確定性關係
粒子的位置與動量不可同時被確定，位置的不確定性與動量的不確定性遵守
不等式,其中h為蒲朗克常量。
19波粒二象性習題詳解
習題八一 選擇題 1 求溫度為27 時，對應於方均根速率的氧氣分子的德布羅意波長為 a b c d 答案 d 解 理想氣體分子的方均根速率。對應的氧分子的德布羅意波長 2 如果電子顯微鏡的加速電壓為40kv，則經過這一電壓加速的電子的德布羅意波長 為 a b c d 答案 b 解 經過電壓u加速後，...
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高考複習必備 光學波粒二象性知識
1 知識回顧 一 光電效應 1 定義 在光的照射下從物體表面發射出 的現象 2 規律 1 各種金屬都存在乙個極限頻率 0，只有入射光的頻率0時才能發生光電效應 2 瞬時性 光照射到金屬，光電子的產生是 光電子的產生時間不超過10 9s 3 光電子的最大初動能跟入射光的強度無關，隨著入射光的頻率增大而...