物理：第2章第三节第四节《康普顿效应及其解释》《光的波粒二象性》课件（粤教版选修3-5）

欢迎进入物理课堂 第三节康普顿效应及其解释第四节光的波粒二象性 课前自主学案 核心要点突破 课标定位 课堂互动讲练 第三节第四节 知能优化训练 课标定位 学习目标 1 了解康普顿效应及其意义 2 知道光具有波粒二象性 区分光的波动性和粒子性 3 知道光波是概率波 重点难点 1 光的波粒二象性 2 光波是概率波 课前自主学案 变长 2 光子的动量光电效应揭示出光的 每个光子携带的能量为 爱因斯坦进一步提出光子的动量应为 式中 为光波的波长 粒子性 h 3 康普顿效应的意义 1 证明了爱因斯坦光子假说的正确性 2 证明了光子具有 3 证明了光子具有 二 光的波粒二象性的本质光既具有 又具有 单独使用 或 的解释都无法完整地描述光的所有性质 把这种性质称为 能量 动量 粒子性 波动性 波 粒子 波粒二象性 思考感悟在光的双缝干涉实验中 如果每次穿过双缝的只有一个光子 是否会有光的干涉现象发生 提示 会发生 三 概率波在光的双缝干涉实验中 每个光子按照一定的 落在感光片的某一点上 的地方落下的光子多 形成亮纹 的地方落下的光子少 形成暗纹 干涉条纹是光子落在感光片上各点的 的反映 这种概率分布就好像波干涉时强度的分布 所以对光的描述说成是一种概率波 在光的量子化现象的领域中 描述光性质的最恰当的语言是 概率 概率大 概率分布 概率波 概率小 核心要点突破 一 康普顿效应的解释康普顿认为 散射后的X射线波长改变 是X射线光子和物质中的电子发生碰撞的结果 相对X射线光子的能量而言 物质中电子的动能是很小的 电子可以近似看成是静止的 图2 3 1 特别提醒 1 康普顿提出的理论与实验结果相符 从而进一步说明了光具有粒子性 2 康普顿效应证实了在微观粒子的单个碰撞事件中动量和能量守恒定律仍然成立 即时应用 即时突破 小试牛刀 1 X射线散射后波长会改变 是由于X射线光子和物质中电子 的结果 答案 发生碰撞 二 波粒二象性的理解1 既不可把光当成宏观观念中的波 也不可把光当成宏观观念中的粒子 2 大量光子产生的效果往往显示出波动性 个别光子产生的效果往往显示出粒子性 频率越低的光波动性越明显 频率越高的光粒子性越明显 3 光在传播过程中往往显示波动性 在与物质作用时往往显示粒子性 即时应用 即时突破 小试牛刀 2 双选 能说明光具有波粒二象性的实验是 A 光的干涉和衍射B 光的干涉和光电效应C 光的衍射和康普顿效应D 光电效应和康普顿效应解析 选BC 光的干涉和光的衍射说明光具有波动性 能说明光具有波粒二象性的是B C 三 概率波的理解光子的行为服从统计规律 干涉加强处表示光子到达的数目多 从统计的观点来看 就是光子在该处出现的概率大 干涉减弱处表示光子到达的数目少 也就是光子在该处出现的概率小 这种概率的分布服从波动规律 因此 我们把光波叫做概率波 特别提醒 在光的干涉和衍射现象中 我们不能确定光子落在哪一位置 但光子落在某一位置附近的概率可以确定 且光子在空间出现的概率受波动规律的支配 课堂互动讲练 单选 白天的天空各处都是亮的 是大气分子对太阳散射的结果 美国物理学家康普顿由于在这方面的研究而荣获了1927年的诺贝尔物理学奖 假设一个沿着一定方向运动的光子和一个静止的自由电子相互碰撞以后 电子向某一个方向运动 光子沿另一方向散射出去 则这个散射光子跟原来的光子相比 答案 D A 频率变大B 速度变小C 光子能量变大D 波长变长 单选 关于对光的认识 下列说法正确的是 A 频率高的光是粒子 频率低的光是波B 光有时是波 有时是粒子C 光有时候表现出波动性 有时候表现出粒子性D 光既是宏观概念中的波 也是宏观概念中的粒子 思路点拨 波动性和粒子性是微观粒子 包括光 具有的不可分割的两种固有属性 在不同情况下 一种属性起主要作用 该属性就表现出来或属性显著 但微观粒子的波动性和粒子性与宏观概念中的波和粒子是完全不同的 自主解答 波动性和粒子性是光的两种属性 同时存在 A B均错 光传播时表现出波动性 与粒子作用时表现出粒子性 C对 光与宏观中的波及粒子不相同 D错 答案 C 变式训练 单选 下列说法正确的是 A 有的光是波 有的光是粒子B 光子与电子是同样的一种粒子C 光的波长越长 其波动性越显著 波长越短 其粒子性越显著D 单个光子具有粒子性 不具有波动性解析 选C 光同时具有波粒二象性 只不过在有的情况下波动性显著 有的情况下粒子性显著 光的波长越长 越容易观察到其显示波动特性 故选C 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全