物理：第2章第三節(jié)第四節(jié)《康普頓效應及其解釋》《光的波粒二象性》課件（粵教版選修3-5）

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歡迎進入物理課堂 第三節(jié)康普頓效應及其解釋第四節(jié)光的波粒二象性 課前自主學案 核心要點突破 課標定位 課堂互動講練 第三節(jié)第四節(jié) 知能優(yōu)化訓練 課標定位 學習目標 1 了解康普頓效應及其意義 2 知道光具有波粒二象性 區(qū)分光的波動性和粒子性 3 知道光波是概率波 重點難點 1 光的波粒二象性 2 光波是概率波 課前自主學案 變長 2 光子的動量光電效應揭示出光的 每個光子攜帶的能量為 愛因斯坦進一步提出光子的動量應為 式中 為光波的波長 粒子性 h 3 康普頓效應的意義 1 證明了愛因斯坦光子假說的正確性 2 證明了光子具有 3 證明了光子具有 二 光的波粒二象性的本質(zhì)光既具有 又具有 單獨使用 或 的解釋都無法完整地描述光的所有性質(zhì) 把這種性質(zhì)稱為 能量 動量 粒子性 波動性 波 粒子 波粒二象性 思考感悟在光的雙縫干涉實驗中 如果每次穿過雙縫的只有一個光子 是否會有光的干涉現(xiàn)象發(fā)生 提示 會發(fā)生 三 概率波在光的雙縫干涉實驗中 每個光子按照一定的 落在感光片的某一點上 的地方落下的光子多 形成亮紋 的地方落下的光子少 形成暗紋 干涉條紋是光子落在感光片上各點的 的反映 這種概率分布就好像波干涉時強度的分布 所以對光的描述說成是一種概率波 在光的量子化現(xiàn)象的領(lǐng)域中 描述光性質(zhì)的最恰當?shù)恼Z言是 概率 概率大 概率分布 概率波 概率小 核心要點突破 一 康普頓效應的解釋康普頓認為 散射后的X射線波長改變 是X射線光子和物質(zhì)中的電子發(fā)生碰撞的結(jié)果 相對X射線光子的能量而言 物質(zhì)中電子的動能是很小的 電子可以近似看成是靜止的 圖2 3 1 特別提醒 1 康普頓提出的理論與實驗結(jié)果相符 從而進一步說明了光具有粒子性 2 康普頓效應證實了在微觀粒子的單個碰撞事件中動量和能量守恒定律仍然成立 即時應用 即時突破 小試牛刀 1 X射線散射后波長會改變 是由于X射線光子和物質(zhì)中電子 的結(jié)果 答案 發(fā)生碰撞 二 波粒二象性的理解1 既不可把光當成宏觀觀念中的波 也不可把光當成宏觀觀念中的粒子 2 大量光子產(chǎn)生的效果往往顯示出波動性 個別光子產(chǎn)生的效果往往顯示出粒子性 頻率越低的光波動性越明顯 頻率越高的光粒子性越明顯 3 光在傳播過程中往往顯示波動性 在與物質(zhì)作用時往往顯示粒子性 即時應用 即時突破 小試牛刀 2 雙選 能說明光具有波粒二象性的實驗是 A 光的干涉和衍射B 光的干涉和光電效應C 光的衍射和康普頓效應D 光電效應和康普頓效應解析 選BC 光的干涉和光的衍射說明光具有波動性 能說明光具有波粒二象性的是B C 三 概率波的理解光子的行為服從統(tǒng)計規(guī)律 干涉加強處表示光子到達的數(shù)目多 從統(tǒng)計的觀點來看 就是光子在該處出現(xiàn)的概率大 干涉減弱處表示光子到達的數(shù)目少 也就是光子在該處出現(xiàn)的概率小 這種概率的分布服從波動規(guī)律 因此 我們把光波叫做概率波 特別提醒 在光的干涉和衍射現(xiàn)象中 我們不能確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確定 且光子在空間出現(xiàn)的概率受波動規(guī)律的支配 課堂互動講練 單選 白天的天空各處都是亮的 是大氣分子對太陽散射的結(jié)果 美國物理學家康普頓由于在這方面的研究而榮獲了1927年的諾貝爾物理學獎 假設(shè)一個沿著一定方向運動的光子和一個靜止的自由電子相互碰撞以后 電子向某一個方向運動 光子沿另一方向散射出去 則這個散射光子跟原來的光子相比 答案 D A 頻率變大B 速度變小C 光子能量變大D 波長變長 單選 關(guān)于對光的認識 下列說法正確的是 A 頻率高的光是粒子 頻率低的光是波B 光有時是波 有時是粒子C 光有時候表現(xiàn)出波動性 有時候表現(xiàn)出粒子性D 光既是宏觀概念中的波 也是宏觀概念中的粒子 思路點撥 波動性和粒子性是微觀粒子 包括光 具有的不可分割的兩種固有屬性 在不同情況下 一種屬性起主要作用 該屬性就表現(xiàn)出來或?qū)傩燥@著 但微觀粒子的波動性和粒子性與宏觀概念中的波和粒子是完全不同的 自主解答 波動性和粒子性是光的兩種屬性 同時存在 A B均錯 光傳播時表現(xiàn)出波動性 與粒子作用時表現(xiàn)出粒子性 C對 光與宏觀中的波及粒子不相同 D錯 答案 C 變式訓練 單選 下列說法正確的是 A 有的光是波 有的光是粒子B 光子與電子是同樣的一種粒子C 光的波長越長 其波動性越顯著 波長越短 其粒子性越顯著D 單個光子具有粒子性 不具有波動性解析 選C 光同時具有波粒二象性 只不過在有的情況下波動性顯著 有的情況下粒子性顯著 光的波長越長 越容易觀察到其顯示波動特性 故選C 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全