高中物理第十七章波粒二象性4概率波課后訓練新人教版選修(共3頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上4 概率波課后訓練基礎鞏固1下列說法中正確的是()A概率波就是機械波B物質(zhì)波是一種概率波C概率波和機械波的本質(zhì)是一樣的，都能發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象D在光的雙縫干涉實驗中，若有一個光子，則能確定這個光子落在哪個點上2為了驗證光的波粒二象性，在雙縫干涉實驗中將光屏換成感光膠片，并設法減弱光的強度，下列說法正確的是()A曝光時間很短的照片可清楚地看出光的粒子性，曝光時間很長的照片，大量亮點聚集起來看起來是連續(xù)的，說明大量光子不具有粒子性B單個光子通過雙縫后的落點無法預測，大量光子打在膠片上的位置表現(xiàn)出波動規(guī)律C單個光子通過雙縫后做勻速直線運動D干涉條紋的亮條紋處光子到達的概率大

2、，暗條紋處光子不能到達3有關經(jīng)典物理學中的粒子，下列說法正確的是()A有一定的大小，但沒有一定的質(zhì)量B有一定的質(zhì)量，但沒有一定的大小C既有一定的大小，又有一定的質(zhì)量D有的粒子還有電荷4關于經(jīng)典波的特征，下列說法正確的是()A具有一定的頻率，但沒有固定的波長B具有一定的波長，但沒有固定的頻率C既具有一定的頻率，也具有固定的波長D同時還具有周期性5下列敘述的情況中正確的是()A光的粒子性說明每個光子就像一個極小的球體一樣B光是波，與橡皮繩上的波類似C光是一種粒子，它和物質(zhì)作用是“一份一份”進行的D光子在空間各點出現(xiàn)的可能性大小(概率)可以用波動的規(guī)律來描述能力提升6物理學家做了一個有趣的實驗：在雙

3、縫干涉實驗中，在光屏處放上照相底片，若減弱光的強度，使光子只能一個一個地通過狹縫，實驗結(jié)果表明，如果曝光時間不太長，底片上只出現(xiàn)一些不規(guī)則的點子；如果曝光時間足夠長，底片上就出現(xiàn)了規(guī)則的干涉條紋，對這個實驗結(jié)果有下列認識，其中正確的是()A曝光時間不長時，光子的能量太小，底片上的條紋看不清楚，故出現(xiàn)不規(guī)則的點子B單個光子的運動沒有確定的軌道C干涉條紋中明亮的部分是光子到達機會較多的地方D只有大量光子的行為才能表現(xiàn)出波動性7如圖所示，一個粒子源產(chǎn)生某種粒子，在其正前方安裝只有兩條狹縫的擋板，粒子穿過狹縫打在前方的熒光屏上使熒光屏發(fā)光。那么在熒光屏上將看到()A只有兩條亮紋B有多條明暗相間的條紋C

4、沒有亮紋D只有一條亮紋8在單縫衍射實驗中，中央亮條紋的光強占從單縫射入的整個光強的95%以上。假設現(xiàn)在只讓一個光子通過單縫，那么該光子()A一定落在中央亮條紋處B一定落在亮條紋中C可能落在暗條紋處D落在中央亮條紋處的可能性最大9我們能感知光現(xiàn)象，是因為我們接收到了一定能量的光。一個頻率是106 Hz的無線電波的光子的能量是多大？一個頻率為6×1014 Hz的綠色光子和1018 Hz的光子的能量各是多大？請結(jié)合以上光子能量的大小，從概率波的角度說明：為什么低頻電磁波的波動性顯著而高頻電磁波的粒子性顯著。1020世紀20年代，劍橋大學學生G.泰勒做了一個實驗。在一個密閉的箱子里放上小燈泡

5、、煙熏黑的玻璃、狹縫、針尖、照相底板，整個裝置如圖所示。小燈泡發(fā)出的光通過熏黑的玻璃后變得十分微弱，經(jīng)過三個月的曝光，在底片上針尖影子周圍才出現(xiàn)非常清晰的衍射條紋。泰勒對這照片的平均黑度進行測量，得出每秒到達底片的能量是5×1013 J。(1)假如起作用的光波波長約為500 nm，計算從一個光子到來和下一光子到來所相隔的平均時間，及光束中兩鄰近光子之間的平均距離；(2)如果當時實驗用的箱子長1.2 m，根據(jù)(1)的計算結(jié)果，能否找到支持光是概率波的證據(jù)？參考答案1. 答案：B點撥： 概率波與機械波是兩個概念，本質(zhì)不同；物質(zhì)波是一種概率波，符合概率波的特點；光的雙縫干涉實驗中，若有一個

6、光子，這個光子的落點是不確定的，但有幾率較大的位置。2. 答案：B點撥：概率波的特性是個別光子的行為無法預測，表現(xiàn)出粒子性；大量光子的行為受波動規(guī)律支配，表現(xiàn)出波動性，所以A、C選項錯誤，B選項正確；干涉條紋的亮紋處光子達到的概率大，暗紋處光子達到的概率小，故D選項錯誤。3. 答案：CD點撥：根據(jù)經(jīng)典物理學關于粒子的理論定義得C、D正確。4. 答案：CD點撥：根據(jù)經(jīng)典波的定義和特點進行分析可以得到C、D正確。5答案：CD點撥：光的粒子性說明光是一種粒子，但到達空間某位置的概率遵守波動規(guī)律，與宏觀概念的粒子和波有著本質(zhì)的不同，所以選項A、B錯誤，D正確。根據(jù)光電效應可知，光是一種粒子，光子與電子

7、的作用是一對一的關系，所以選項C正確。6. 答案：BCD點撥：光波是概率波，單個光子沒有確定的軌道，其到達某點的概率受波動規(guī)律支配，大量光子的行為符合統(tǒng)計規(guī)律，受波動規(guī)律支配，才表現(xiàn)出波動性，出現(xiàn)干涉中的亮紋或暗紋，故A錯誤，B、D正確；干涉條紋中的亮紋處是光子到達機會多的地方，暗紋處是光子到達機會少的地方，但也有光子到達，故C正確。故選BCD。7. 答案：B點撥：由于粒子源產(chǎn)生的粒子是微觀粒子，它的運動受波動性支配，對大量粒子運動到屏上的某點的概率，可以用波的特征進行描述，即產(chǎn)生雙縫干涉，在屏上將看到干涉條紋，所以B正確。8. 答案：CD點撥：根據(jù)光波是概率波的概念，對于一個光子通過單縫落在

8、何處，是不可確定的，但概率最大的是落在中央亮條紋處，可達95%以上。當然也可能落在其他亮條紋處，還可能落在暗條紋處，只不過落在暗條紋處的概率很小而已，故C、D正確。9. 答案：見點撥點撥：由公式Eh得：E1h16.63×1034×106 J6.63×1028 JE2h26.63×1034×6×1014 J3.978×1019 JE3h36.63×1034×1018 J6.63×1016 J低頻電磁波的光子能量小，波長長，容易觀察到干涉和衍射現(xiàn)象，波動性顯著，在衍射的亮紋處表示到達的光子數(shù)多，概率

9、大，而在暗紋處表示到達的光子數(shù)少，概率小。相比之下，高頻電磁波光子能量大，波長極短，很難找到其發(fā)生明顯衍射的狹縫或障礙物，因而波動性不容易觀察到，粒子性顯著。10. 答案：(1)8.0×107 s2.4×102 m(2)見點撥點撥：(1)對于500 nm的光子能量為hh·6.63×1034× J4.0×1019 J。因此每秒到達底片的光子數(shù)為n1.25×106。如果光子是依次到達底片的，則光束中相鄰兩光子到達底片的時間間隔是t8.0×107 s兩相鄰光子間平均距離為sct3.0×108×8.0×107 m2.4×102 m。(2)由(1)的計算結(jié)果可知，兩光子間距有2.4×102 m，而箱子長