17.4 概率波 17.5 不确定性关系（学案）-【成才之路】2020-2021学年高中新课程物理同步学习指导（人教版选修3-5）

现行旧教材·高中新课程学习指导 课堂巩固达标 1. C　 设离灯 10 m 远处每平方米面积上灯照射的能量为 E0 ,则有 E0 = 100 4πR2 ;设穿过的光子数为 n,则有:nh c λ = E0 ;解得:n = E0 λ hc ,代入数 据,得:n = 2 × 1017 个,故选 C 正确。 2. D　 用紫外线照射锌板,锌板失去电子带正电,验电器与锌板连接,则 验电器带正电,故 AB 错误;根据光电效应的条件可知若改用红光照 射锌板,不一定能发生光电效应,所以验电器的指针不一定会发生偏 转,C 错误;根据光电效应的条件可知发生光电效应与光的强度无关, 若改用同等强度频率更高的紫外线照射锌板,验电器的指针也会偏 转,D 正确。 3. CD　 由图可知,随温度的升高,相同波长的光辐射强度都会增大,辐 射强度的极大值向波长较短方向移动,故 A 错误;根据光电效应方程 有:Ekm = hν - W0 ,可知光电子的最大初动能与光的强度无关,故 B 错 误;根据光电效应方程有 Ekm = hν - W0 ,根据能量守恒定律得:eUC = Ekm ,联立得:eUC = hν - W0 ,即:UC = hν - W0 e ,可知,该直线的斜率为 h e ,故 C 正确;根据 eUC = Ekm ,由图知丙光的遏止电压大于甲光和乙 光的遏止电压,所以甲光、乙光对应的光电子最大初动能小于丙光的 光电子最大初动能,故 D 正确。 第三节　 粒子的波动性 课前预习反馈 　 　 知识点 1:干涉　 衍射　 电磁波　 粒子性　 波动性　 衍射　 粒子性 　 光电效应　 粒子性　 波动性　 波粒二象性　 hν　 h λ 　 粒子　 波动　 hν　 h λ 知识点 2:物质　 h p 　 ε h 　 波　 干涉　 衍射　 电子束衍射　 衍射 判一判 (1)√　 (2) × 　 (3)√　 (4)√　 (5) × 　 (6)√ 选一选 AB　 光电效应和康普顿效应,能说明光具有粒子性,故 A 正确;电 子束射到晶体上产生的衍射图样说明电子具有波动性,故 B 正确;动能 相等的质子和电子,它们的动量:p = 2m·Ek ,质子与电子的质量不 同,所以动能相等的电子与质子的动量是不同的,根据德布罗意波波长 公式 λ = h p ,可知它们的德布罗意波长不相等,故 C 错误;电磁波的频率 越低,则能量值越小,频率越大,则能量值越大,所以低频电磁波的波动 性显著而高频电磁波的粒子性显著,故 D 错误。 想一想 8. 76 × 10 - 37 m,波动性很不明显 解析:苏炳添 100 m 跑时对应的德布罗意波波长为 λ = h p = h mv = 6. 63 × 10 - 34 75 × 100 9. 91 m≈8. 76 × 10 - 37 m 可见此波长极短,其波动性很难表现出来。 课内互动探究 　 　 思考讨论 1:光具有波粒二象性。 光既不同于宏观观念的粒子,也不同于宏观观念的波,但光既具有 粒子性又具有波动性,粒子性和波动性都是光本身的属性。 典例 1:C　 一切光都具有波粒二象性,光的有些行为( 如干涉、衍 射)表现出波动性,光的有些行为(如光电效应) 表现出粒子性,所以,不 能说有的光是波,有的光是粒子。 虽然光子与电子都是微观粒子,都具有波粒二象性,但电子是实物 粒子,有静止质量,光子不是实物粒子,没有静止质量,电子是以实物形 式存在的物质,光子是以场形式存在的物质,所以,不能说光子与电子是 同样的一种粒子。 光的波粒二象性的理论和实验表明,大量光子的行为表现出波动 性,个别光子的行为表现出粒子性。 光的波长越长,衍射性越好,即波动 性越显著,光的波长越短,其光子能量越大,个别或少数光子的作用就足 以引起光接收装置的反应,所以其粒子性就很显著,故选项 C 正确,A、 B、D 错误。 对点训练 1:ABD　 C　 C 为光电效应实验,证明了光的粒子性;其余 的三个实验均证明了光的波动性。 　 　 思考讨论 2:波粒二象性是微观粒子的特殊规律,一切微观粒子都存 在波动性,宏观物体( 汽车) 也存在波动性,只是因为宏观物体质量大, 动量大,波长短,难以观测,而微观粒子如电子、质子、中子以及原子、分 子的波动性为宏观物体具有波动性奠定了事实基础。 典例 2:根据德布罗意的观点,任何运动着的物体都有一种波和它对应, 飞行的子弹必有一种波与之对应,由于子弹的德布罗意波长极短,我们不能 观察到其衍射现象,由于德布罗意波是一种概率波,仅是粒子在空间出现的 概率遵从波动规律,而非粒子做曲线运动。 由波长公式可得 λ = h p = 6. 63 × 10 - 34 10 × 10 - 3 × 3 × 102 m = 2. 21 × 10 - 34 m。