光子为什么没有波粒二象性

光子为什么没有波粒二象性_光具有波粒二象性,光子的能量E=hv

题目： 光具有波粒二象性，光子的能量 E=hv，其中频率表征波的特性．在爱因斯坦提出光子说之前，法国物理学 家德布罗意提出了光子动量 P 与光波波长 λ 的关系为：P=h/λ ．若某激光管以 PW=60W 的功率发射波长 λ =6.63×10 m 的光束，试根据上述理论计算， (1)该管在 1s 内发射出多少个光子？ (2)若光束全部被某黑体表面吸收，那么该黑体表面所受到光束对它的作用力 F 为多大？－7（1）2.0×1020（2）2.0×10 N－7解析:（1）根据波长、频率与波速三者关系可求出每个光的频率，进而得到每个光子的能量并由激光管的发光频 率求出 1s 内发射的光子数；由动量定理求出光束所受作用力，再由牛顿第三定律得到光束对黑体表面的作 用力．设在时间 t 内发射出的光子数为 n， 光子频率为 ν ， 每一个光子的能量 E=hν ， PW= 则， ν =c/λ ， 又则 n=，将 t=1 秒代入上式，得 n==2.0×1020（2） 在时间 t 内激光管发射出的光子全部被黑体表面吸收,光子的末态总动量变为 0,根据题中信息可知， 个光 n 子的初态总动量为 pe=np=nh/λ ， 据动量定理可知 Ft=p=0－pe 黑体表面对光子的作用力为 F= pe/t=2.0×10 N 根据牛顿第三定律，光子束对黑体表面的作用力为 2.0×10 N 本题有一个建立模型的过程，通过题目中的叙述给出一些高中阶段没有学习过的内容，把光子被黑体吸收 的过程看成是质点与物体相互作用动量发生变化的过程，并应用力学知识解决问题．－7 －7

光子为什么没有波粒二象性_波粒二象性试题汇总

用很弱的光做双缝干涉实验，把入射光减弱到可以认为光 源和感光胶片之间不可能同时有两个光子存在， 如图所示是不同 数量的光子照射到感光胶片上得到的照片。这些照片说明( )A．光只有粒子性没有波动性 B．光只有波动性没有粒子性 C．少量光子的运动显示波动性，大量光子的运动显示粒子性 D．少量光子的运动显示粒子性，大量光子的运动显示波动性2．实物粒子也具有波动性，只是因其波长太小，不易观察到， 但并不能否定其具有波粒二象性。关于物质的波粒二象性，下列 说法中正确的是( ) A．不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒二象 性 B．运动的微观粒子与光子一样，当它们通过一个小孔时，都没 有特定的运动轨道 C．波动性和粒子性，在宏观现象中是矛盾的、对立的，但在微 观高速运动的现象中是统一的 D．实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性3．电子属于实物粒子，1927 年戴维逊和革末完成了电子衍射实 验，该实验是荣获诺贝尔奖的重大近代物理实验之一。如图所示 是该实验装置的简化图，下列说法正确的是 ( )A．亮条纹是电子到达概率大的地方 B．该实验说明物质波理论是正确的 C．该实验再次说明光子具有波动性 D．该实验说明实物粒子具有波动性(2016· 宁波期末)一个德布罗意波波长为 λ1 的中子和另一个 德布罗意波波长为 λ2 的氘核同向正碰后结合成一个氚核， 该氚核 的德布罗意波波长为 λ1λ2 A． λ1 ＋ λ2 λ1λ2 B． λ1－λ2 λ1＋λ2 C ． 2 λ1－λ2 D． 21． (多选)为了验证光的波粒二象性， 在双缝干涉实验中将光屏换 成照相底片，并设法减弱光的强度，下列说法正确的是 A．使光子一个一个地通过双缝干涉实验装置的单缝，如果时 间足够长，底片上将出现双缝干涉图样 B．使光子一个一个地通过双缝干涉实验装置的单缝，如果时 间很短，底片上将出现不太清晰的双缝干涉图样 C．大量光子的运动显示光的波动性 D．光只有波动性没有粒子性2．(多选)关于物质波，下列说法错误的是 ()A．任何运动的物体都伴随着一种波，这种波叫做物质波 B．X 射线的衍射实验，证实了物质波假设是正确的 C．电子的衍射实验，证实了物质波假设是正确的 D．宏观物体尽管具有波动性，但它们不具有干涉、衍射等现象3． (多选)利用金属晶格(大小约 10－10m)作为障碍物观察电子的衍 射图样，方法是让电子通过电场加速后，让电子束照射到金 属晶格上，从而得到电子的衍射图样。已知电子质量为 m， 电荷量为 e，初速度为 0，加速电压为 U，普朗克常量为 h， 则下列说法中正确的是 ( )A．该实验说明了电子具有波动性 B．实验中电子束的德布罗意波波长为 λ＝ h 2meUC．加速电压 U 越大，电子的衍射现象越明显 D．若用相同动能的质子替代电子，衍射现象将更加明显5．(2016· 龙海联考)关于光的理解，下列说法正确的是( A．光电效应和康普顿效应都表明光具有粒子性 B．光在传播时是波，而与物质相互作用时就转变成粒子 C．德布罗意是历史上第一个实验验证了物质波存在的人)D．牛顿的“微粒说”与爱因斯坦的“光子说”本质上是一样的7． (多选)(2016· 新乡月考)关于光电效应和康普顿效应的规律， 下列说法正确的是()A．光电效应中，金属板向外发射的光电子又可以叫做光子 B．用光照射金属不能发生光电效应是因为该入射光的频率 小于金属的截止频率 C．对于同种金属而言，遏止电压与入射光的频率无关 D． 石墨对 X 射线散射时， 部分 X 射线的散射光波长会变大， 这个现象称为康普顿效应8． (多选)(2016· 大庆期末)下列物理实验中， 能说明粒子具有波动 性的是 ( )A．通过研究金属的遏止电压与入射光频率的关系，证明了爱因 斯坦光电效应方程的正确性 B．通过测试多种物质对 X 射线的散射，发现散射射线中有波长 变大的成分 C．通过电子双缝实验，发现电子的干涉现象 D．利用晶体做电子束衍射实验，证实了电子的波动性1．(2015· 上海高考)某光源发出的光由不同波长的光组成，不同 波长的光的强度如图所示， 表中给出了一些材料的极限波长，用该光源发出的光照射表中材料 材料 极限波长(nm) 钠 541 铜 268 铂 196()A．仅钠能产生光电子 C．仅铜、铂能产生光电子B．仅钠、铜能产生光电子 D．都能产生光电子2． (2014· 江苏高考)已知钙和钾的截止频率分别为 7． 73×1014 Hz 和 5．44×1014 Hz，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子， 钙逸出的光电子具有较大的 A．波长 C．能量 B．频率 D．动量 ( )3．现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射 时，有光电流产生。下列说法正确的是________。

A．保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大 B．入射光的频率变高，饱和光电流变大 C．入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大 D．保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光 电流产生 E．遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关9． (多选)用如图所示的装置研究光电效 应现象，当用光子能量为 2．5 eV 的光照射到光电管上时，电流表 G的示数为 0．2 mA。移动变阻器的触点 c，当电压表的示数 大于或等于 0．7 V 时，电流表示数为 0。则 ( A．光电管阴极的逸出功为 1．8 eV B．开关 K 断开后，没有电流流过电 流表 G C．光电子的最大初动能为 0．7 eV D．改用能量为 1．5 eV 的光子照射， 电流表 G 也有电流，但电流较小 )0． 下表给出了一些金属材料的逸出功。

现用波长为 400 nm 的单 色光照射上述材料，能产生光电效应的材料最多有几种(普朗克常量 h＝6． 6×10－34 J· s， 光速 c＝3． 00×108 m/s)( 材料 铯 钙 镁 铍 6 ．2 钛 6．6)逸出功(10－19 J) 3．0 A．2 种 C．4 种4．3 5．9 B.3 种 D．5 种2．小明用金属铷为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装 置示意图如图甲所示。已知普朗克常量 h＝6．63×10－34 J· s。(1)图甲中电极 A 为光电管的______(填“阴极”或“阳极”)； (2)实验中测得铷的遏止电压 Uc 与入射光频率 ν 之间的关系如图 乙所示， 则铷的截止频率 νc＝______ Hz， 逸出功 W0＝______ J； (3)如果实验中入射光的频率 ν＝7．00×1014 Hz，则产生的光电 子的最大初动能 Ek＝________ J。

光子为什么没有波粒二象性_波粒二象性专题

波粒二象性专题 一、单选题 1．用某一单色光照射一金属产生光电效应，入射光的波长从 400nm 减少到 360nm,则遏止电压的改变是 （） 。

A. 0 B. 0.345V C. 0.545V D. 1.231V 【答案】B 【解析】根据爱因斯坦光电效应方程 = ? ? 0 ，和 = ，得到遏止电压和入射光频率的关系为： = ? ? ? 0，又因为 = ? ，则 = ? ?? 1 2 1 ? 0，所以当入射光的波长从1 =400nm 减少到2 =360nm，则遏 止电压的改变 = ? ，代入数据得： =0.545V。

1 故本题选 B 2．关于近代物理内容的叙述正确的是（） A. 射线与射线一样是电磁波，但穿透本领比射线强 B. 光电效应和康普顿效应深入揭示了光的粒子性，前者表明光子具有能量，后者表明光子既具有能量，也具 有动量 C. 某原子核经过一次衰变和两次 衰变后，核内中子数减少 6 个 D. 氡的半衰期为3．8天，4 个氡原子核经过7．6天后就一定只剩下 1 个氡原子核 【答案】B 【解析】γ 射线是电磁波，β 射线不是电磁波，β 射线穿透本领比 γ 射线弱，选项 A 错误；光电效应和康普顿 效应深入揭示了光的粒子性， 前者表明光子具有能量， 后者表明光子既具有能量， 也具有动量， 选项 B 正确； 某原子核经过一次衰变核内中子数减小 2，两次 衰变后，核内中子数减少 2 个，则核内中子数减少 4 个， 选项 C 错误；半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少数原子核不适用，则选项 D 错误；故选 B. 3．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，两种性质是不相容的 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. 由于光既具有波动性，又具有粒子性，无法只用其中一种性质去说明光的一切行为，只能认为光具有波粒 二象性 【答案】D 【解析】A、光既具有粒子性，又具有波动性，大量的光子波动性比较明显，个别光子粒子性比较明显，故 A 错误；B、光是概率波，不同与机械波；光的粒子性也不同与质点；即单个光子即具有粒子性也具有波动性； 故 B 错误；C、单个光子即具有粒子性也具有波动性，只是大量的光子波动性比较明显，个别光子粒子性比较 明显，故 C 错误；D、由于光具有波动性，又具有粒子性，即光的波动性与粒子性是光子本身的一种属性， 故无法只用其中一种去说明光的一切行为，故光具有波粒二象性，故 D 正确；故选 D。

【点睛】 光的波粒二象性是指光波同时具有波和粒子的双重性质， 但有时表现为波动性， 有时表现为粒子性． 个 别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光子的作用效果往往表现为波动性． 4．右图为黑体辐射的强度与波长的关系图象，从图象可以看出，随着温度的升高，则( ) A. 各种波长的辐射强度都有减少 B. 只有波长短的辐射强度增加 C. 辐射电磁波的波长先增大后减小 D. 辐射强度的极大值向波长较短的方向移动 【答案】D 【解析】由图象可以看出，随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有增加，且辐射强度的极大值向波长较 短的方向移动，故 AB 错误，D 正确。随着温度的升高，黑体的辐射增强，波长变短，频率增大，故 C 错误。

故选 D。

点睛：通过黑体辐射的强度与波长的关系图象，考生应牢记两大特点：①随着温度的升高，各种波长的辐射 强度都有增加；②随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动． 5．下列说法中正确的是 A. 汤姆孙发现了电子，并发现了天然放射现象 B. 对于 ɑ 射线、β 射线、γ 射线这三种射线而言，波长越长，其能量就越大 C. 天然放射现象的发现，说明原子可以再分 D. 黑体辐射的实验表明，随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短方向移动 【答案】D 【解析】贝可勒尔发现天然放射性，由于天然放射性是原子发生变化而产生的，则说明原子核是有内部结构 的，AC 错误；波长越长，频率越小，根据 = ?可知能量越低，B 错误；黑体辐射的实验表明，随着温度的 升高，辐射强度的极大值向波长较短方向移动，D 正确． 6．关于光电效应，以下说法正确的是（） A. 光电子的最大初动能与入射光的频率成正比 B. 光电子的最大初动能越大，形成的光电流越强 C. 能否产生光电效应现象，决定于入射光光子的能量是否大于或等于金属的逸出功 D. 用频率是1 的绿光照射某金属发生了光电效应，改用频率是 的黄光照射该金属一定不发生光电效应 【答案】C 【解析】根据 Ekm=hγ-W 逸出功可知，光电子的最大初动能随入射光的频率增大而增大，带不是成正比，选项 A 错误； 光电流的强弱与入射光的光强有关， 与光电子的最大初动能无关， 选项 B 错误； 根据光电效应的规律， 能否产生光电效应现象，决定于入射光光子的能量是否大于或等于金属的逸出功，选项 C 正确；绿光的频率 大于黄光，则用频率是 ν1 的绿光照射某金属发生了光电效应，改用频率是 ν2 的黄光照射该金属不一定发生光 电效应，选项 D 错误；故选 C. 7． 图甲为氢原子的能级图,图乙为某金属在光的照射下,发生光电效应时产生的光电子的最大初动能 Ek 与入射 光频率 ν 的关系图象。

若氢原子从 n=3 能级跃迁到 n=2 能级放出的光子刚好使该金属发生光电效应,普朗克常 -34 数 h=6.63× 10 J· s,1 eV=1.6× 10-19 J,则下列说法正确的是( ) 第 1 页共 18 页◎第 2 页共 18 页 A. 由乙图知普朗克常量 h=-0 B. 乙图中 E=hν0=1.89 eV C. 该金属的极限频率为 5.4× 1014Hz D. 用氢原子从 n=2 能级跃迁到 n=1 能级释放的光子去照射该金属,打出光电子的最大初动能为 10.2 eV 【答案】B 【解析】由爱因斯坦光电效