2017-2018学年教科版选修3-5 第四章 第3节 光的波粒二象性 学案
2017-2018学年教科版选修3-5         第四章 第3节 光的波粒二象性  学案第4页

  应。

  

  2.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,又有粒子性,无法只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

  解析:选D 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,这属于波的特性,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,只能认为光具有波粒二象性,故选项A、B、C错,D正确。

  (对应学生用书页码P57)

  

对康普顿效应的理解   [例1] 康普顿研究X射线经物质散射的实验,进一步证实了爱因斯坦的光子概念。康普顿让一束X射线投射到一块石墨上发生散射,测定不同散射方向上X射线的波长情况。结果在散射的各个方向上测到了波长比原来更长的X射线。这种改变波长的散射实验被称为康普顿效应。试用光子的概念和能量守恒的概念解释这种波长变长的现象。

  [解析] X射线投射到石墨上,X射线的光子和石墨中的实物粒子(如自由电子、原子等)发生碰撞,碰撞后,光子将沿某一方向散射,同时把一部分能量传给实物粒子,根据能量守恒的原理,散射光子的能量就比入射光子的能量低,根据光子理论,光子能量E=hν,所以散射光的频率比入射光的频率小,即散射光的波长较长。

  [答案] 见解析

  

  根据光子理论运用能量守恒和动量守恒解释康普顿效应,不仅验证了光子理论,而且也说明了微观领域的现象也严格遵循能量守恒和动量守恒定律。

对光的本质的认识   [例2] 下列有关光的波粒二象性的说法中,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