2012届高考一轮复习学案123波粒二象性.pdf

第3课时波粒二象性

基础知识归纳

1.光的本性学说的发展史

(1)牛顿的微粒说：认为光是高速粒子流，它能解释光的直进、光的反射现象，不

能解释光的干涉、衍射现象.

(2)惠更斯的波动说：认为光是某种振动，以波的形式向四周传播，它能解释光的

干涉、衍射现象，不能解释光电效应、光的直进.

(3)麦克斯韦的电磁说：认为光是电磁波，实验依据是电火花实验，证明了光

与电磁波在真空中传播速度相等，且都为横波，能够解释光在真空中的传播、光的

干涉、衍射，不能解释光电效应.

(4)爱因斯坦的光子说：认为光的传播是一份一份的，每一份叫做光子，其能量与频率

Ehυ

成正比，即＝，能够解释光电效应、光的直进、光的反射，不能解释光的干涉、衍

射.

(5)德布罗意的波粒二象性：认为光既有粒子性，又有波动性，个别光子表现

粒子性，大量光子表现波动性；光子频率大的粒子性明显，频率小的波动性明

显.能够解释所有光现象.

2.光的电磁说

(1)内容：光的本质是电磁波.

(2)意义：光的电磁说说明了光的电磁本质，使人们认识到光波与机械波的本质不同，

把光学和电磁学统一起来.

(3)依据：光和电磁波的传播都不需要介质；光和电磁波在真空中的传播速度相同，即

c8

＝3×10m/s.

3.光电效应

(1)现象：在光的照射下，物体发射电子的现象，叫做光电效应.

(2)光电效应的规律：①任何一种金属都有发生光电效应的极限频率，入射光的频

率必须大于这个频率才能产生光电效应；②光电子的最大初动能与入射光的强度无

关，随入射光的频率增大而增大；③光电效应的产生几乎是瞬时的，一般不超过

－9

10s；④当入射光的频率大于金属极限频率时，光电流强度与入射光的强度成正

比.

(3)光子说：在空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份称为一个光

Ehν

子，光子的能量与其频率成正比，即＝.

Whυ

(4)光电效应方程：①逸出功：使电子脱离某种金属所做功的最小值，即＝

EhυW

0；②光电效应方程：k＝－.

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4.康普顿效应

(1)康普顿效应：即当γ射线或X射线打在物质上，与物质中原子的核外电子发生相

互作用，作用后产生散射光子和反冲电子的效应；其作用过程为：当入射X(γ)

光子和原子内一个轨道电子发生相互作用时，光子

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损失一部分能量，并改变运动方向(散射光子)，电子获得能量而脱离

原子(反冲电子)，此种作用过程称为康普顿效应.其结果是：产生了次级电子，反

冲电子继而将发生电子与物质的相互作用.

(2)意义：康普顿效应是验证光的波粒二象性的重要物理实验之一.爱因斯坦光子理

论圆满解释了光电效应的实验规律，而康普顿对康普顿效应进行了成功的解释，使光量子

说得到了实验