(十五)光的波粒二象性

1、（十五）光的波粒二象性1關于康普頓效應，下列說法不正確的是（）A .康普頓在研究 X射線散射時,發(fā)現(xiàn)散射光的波長發(fā)生了變化，為波動說提供了依B. X射線散射時，波長改變的多少與散射角有關C .發(fā)生散射時，波長較短的 X射線或丫射線入射時，發(fā)生康普頓效應D .愛因斯坦的光子說能夠解釋康普頓效應，所以康普頓效應支持粒子說解析：選A 美國物理學家康普頓在研究 X射線散射時，發(fā)現(xiàn)散射光波長發(fā)生了變化,這種現(xiàn)象用波動說無法解釋，用光子說卻可以解釋,A錯，波長改變的多少與散射角有關,B對。當波長較短時發(fā)生康普頓效應，較長時發(fā)生光電效應，C、D 對。2關于光的本性，下列說法中正確的是（）A .光子說否定了光

2、的電磁說B.光電效應現(xiàn)象反映了光的粒子性C .光的波粒二象性是綜合了牛頓的微粒說和惠更斯的波動說得出來的D .大量光子產生的效果往往顯示出粒子性，個別光子產生的效果往往顯示出波動性解析：選B 光既有粒子性，又有波動性，但這兩種特性并不是牛頓所支持的微粒說和惠更斯提出的波動說， 它體現(xiàn)出的規(guī)律不再是宏觀粒子和機械波所表現(xiàn)出的規(guī)律,而是自身體現(xiàn)的一種微觀世界特有的規(guī)律。光子說和電磁說各自能解釋光特有的現(xiàn)象,兩者構成一個統(tǒng)一的整體，而微粒說和波動說是相互對立的。3.多選在單縫衍射實驗中，中央亮紋的光強占從單縫射入的整個光強的 假設現(xiàn)在只讓一個光子通過單縫，那么該光子（）95%以上。A 一定落在中央亮

3、紋處B. 一定落在亮紋處C .可能落在暗紋處D.落在中央亮紋處的可能性最大解析：選CD 對于一個光子通過單縫落在何處，是不可確定的，但概率最大的是落在中央亮紋處，可達到95%以上，也可落在其他亮紋處，還可能落在暗紋處，不過，落在暗紋處的概率很小，故選項 C、D正確。4下列各組現(xiàn)象能說明光具有波粒二象性的是（）C .泊松亮斑和光電效應D .光的反射和光電效應解析：選C 光的干涉、衍射、泊松亮斑是光的波動性的證據，光電效應說明光具有粒子性，反射和色散不能說明光具有波動性或粒子性，因此C正確。5.多選人類對光的本性的認識經歷了曲折的過程。下列關于光的本性的陳述符合科學規(guī)律或歷史事實的是（）A 牛頓的

4、“微粒說”與愛因斯坦的“光子說”本質上是一樣的B.光的雙縫干涉實驗顯示了光具有波動性C .麥克斯韋預言了光是一種電磁波D .光具有波粒二象性解析：選BCD 牛頓的“微粒說”認為光是一種物質微粒，愛因斯坦的“光子說”認為光是一份一份不連續(xù)的能量，顯然A選項錯誤。干涉、衍射現(xiàn)象是波的特性，光能發(fā)生、八曰干涉說明光具有波動性，選項B正確。麥克斯韋根據光的傳播不需要介質，以及電磁波在真空中的傳播速度與光速近似相等認為光是一種電磁波，后來赫茲用實驗驗證了光的電磁說，選項C正確。光具有波動性與粒子性，稱為光的波粒二象性，所以選項D正確。6.多選在做雙縫干涉實驗時，在觀察屏的某處是亮紋，則對光子到達觀察屏的

5、位置,下列說法正確的是（）A .到達亮紋處的概率比到達暗紋處的概率大B.到達暗紋處的概率比到達亮紋處的概率大C該光子可能到達光屏的任何位置D 以上說法均有可能解析：選AC 根據概率波的含義，一個光子到達亮紋處的概率要比到達暗紋處的概率要大得多，但并不是一定能夠到達亮紋處，故A、C正確。7.白天的天空各處都是亮的，是大氣分子對太陽光散射的結果。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。假設一個運動的光子和一個靜止的自由電子碰撞以后，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（）B.速度變小D .波長變長A .頻率變大C .光子能量變

6、大解析：選D 光子與自由電子碰撞時， 遵守動量守恒和能量守恒， 自由電子碰撞前靜止,碰撞后動量、能量增加，所以光子的動量、能量減小，故C錯誤；由匸h, E = h V可知P光子頻率變小，波長變長，故 A錯誤，D正確。由于光子速度是不變的，故B錯誤。& 多選關于光的波粒二象性，正確的說法是（）A .光的頻率越高，光子的能量越大，粒子性越明顯B.光的波長越長，光子的能量越小，波動性越明顯C .頻率高的光子不具有波動性，波長較長的光子不具有粒子性D .個別光子產生的效果往往顯示粒子性，大量光子產生的效果往往顯示波動性解析：選ABD 從光的波粒二象性可知：光是同時具有波粒二象性，只不過在有的情

7、 況下波動性顯著，有的情況下粒子性顯著。頻率高、個數少時粒子性明顯，波長長、數量大 時波動性明顯。9.多選下列說法中正確的是（）A .光的干涉和衍射現(xiàn)象說明光具有波動性B.光的頻率越大，波長越長C .光的波長越大，光子的能量越大8D .光在真空中的傳播速度為3.0 X 10 m/s解析：選AD 干涉和衍射是波的特性， A正確；由 尸入知B錯；由愛因斯坦光子理論E = h =竽知波長越大，光的頻率越小，光子能量越小，C錯；任何光在真空中的傳播速度均為3.0X 108 m/s, D正確。10.在雙縫干涉實驗中，若在像屏處放上照相底片，并使光子流減弱到使光子只能一個一個地通過狹縫，實驗結果證明，如果

8、曝光時間不太長，底片上出現(xiàn);如果 曝光時間足夠長，底片上出現(xiàn)解析：在雙縫實驗中，如能使光子一個一個地通過狹縫，如果曝光時間短時，底片上只出現(xiàn)一些無規(guī)則分布的點，形不成干涉特有的明、暗相間的條紋，表現(xiàn)出光的粒子性。 點分如果布看似無規(guī)則，但點在底片上各處出現(xiàn)的概率卻遵從雙縫干涉實驗中波強分布的規(guī)律;在干涉條紋中曝光時間足夠長，底片上就出現(xiàn)如同強光短時間曝光一樣的規(guī)則的干涉條紋。光波強大的地方，也就是光子到達機會多的地方。所以，這種意義上，可以把光的波動性看作表明光子運動規(guī)律的一種概率波。答案：無規(guī)則分布的光點規(guī)則的干涉圖樣11. A、B兩種光子的能量之比為 2 : 1，它們都能使某種金屬發(fā)生光電效應，且所產生 的光電子最大初動能分別為 Ea、Eb。求A、B兩種光子的動量之比和該