資源簡介

第3節　光的波粒二象性
(分值：100分)
選擇題1～10題，每小題7分，共70分，11～13題每小題10分，共30分，合計100分。
對點題組練
題組一　光的波粒二象性
1.(多選)下列對于光的本質的說法正確的是(　　)
光有時是一種粒子，有時是一種波
光既具有波的特性又具有粒子的特性
在宏觀上，大量光子傳播往往表現為波動性
在微觀上，個別光子在與其他物質產生作用時，往往表現為粒子性
2.下列有關光的波粒二象性的說法中，正確的是(　　)
有的光是波，有的光是粒子
光子與電子是同樣的一種粒子
光的干涉表明光具有波動性
康普頓效應表明光具有波動性
3.(多選)用極微弱的可見光做雙縫干涉實驗，隨著時間的增加，在屏上先后出現如圖甲、乙、丙所示的圖像，則(　　)
圖像甲表明光具有粒子性
圖像丙表明光具有波動性
用紫外光不會產生類似的圖像
實驗表明光是一種概率波
4.(多選)下列關于光的波粒二象性的說法正確的是(　　)
大量光子產生的效果往往顯示出波動性，個別光子產生的效果往往顯示出粒子性
頻率越大的光其粒子性越顯著，頻率越小的光其波動性越顯著
光在傳播時往往表現出波動性，光在跟物質相互作用時往往表現出粒子性
光不可能同時具有波動性和粒子性
題組二　波粒二象性的綜合分析
5.a、b兩種單色光以相同的入射角從某種介質射向空氣，光路如圖所示，則下列說法正確的是(　　)
逐漸增大入射角α的過程中，a光先發生全反射
在空氣中a光的波長比b光的小
在該介質中a光的傳播速度小于b光的傳播速度
a光光子的能量小于b光光子的能量
6.如圖所示，一束可見光以入射角θ從玻璃磚射向空氣，經折射后分為a、b兩束單色光。a、b兩束光相比，下列說法正確的是(　　)
玻璃對a光的折射率小于對b光的折射率
在玻璃中，a光的速度大于b光的速度
增大入射角θ，b光首先發生全反射
a光光子的能量大于b光光子的能量
7.用a、b兩種不同的單色光在相同條件下分別經同一單縫衍射裝置得到的衍射圖樣如圖甲、乙所示。現使a光從水中斜射向水面上的O點，其入射角為i、折射角為r，如圖丙所示。對于這兩種單色光，下列說法正確的是(　　)
在真空中a光波長比b光短
水對a光的折射率n＝
a光光子的能量小于b光光子的能量
從水中射向空氣發生全反射時a光的臨界角比b光小
綜合提升練
8.下列說法中正確的是(　　)
光的波粒二象性學說徹底推翻了麥克斯韋的光的電磁說
在光的雙縫干涉實驗中，暗條紋的地方是光子永遠不能到達的地方
光的雙縫干涉實驗中，大量光子打在光屏上的落點是有規律的，暗紋處落下光子的概率小
單個光子只具有粒子性，大量光子具有波動性
9.(多選)對光的認識，下列說法中正確的是(　　)
個別光子的行為表現出粒子性，大量光子的行為表現出波動性
光的波動性是光子本身的一種屬性，不是光子之間的相互作用引起的
光表現出波動性時，就不具有粒子性了；光表現出粒子性時，就不再具有波動性了
光的波粒二象性應理解為：在某種場合下光的波動性表現得明顯，在另外的某種場合下，光的粒子性表現得明顯
10.實驗表明：光子與速度不太大的電子碰撞發生散射時，光的波長會變長或者不變，這種現象叫康普頓效應，該過程遵循能量守恒定律和動量守恒定律。如果電子具有足夠大的初速度，以至于在散射過程中有能量從電子轉移到光子，則該現象被稱為逆康普頓效應，這一現象已被實驗證實。關于上述逆康普頓效應，下列說法正確的是(　　)
該過程不遵循能量守恒定律
該過程不遵循動量守恒定律
散射光中存在波長變長的成分
散射光中存在頻率變大的成分
11.(多選)已知A、B兩種光子的能量之比為1∶2，它們都能使某種金屬發生光電效應，且所產生的光電子最大初動能分別為EkA、EkB，則(　　)
A、B兩種光子的波長之比為1∶2
A、B兩種光子的波長之比為2∶1
該金屬的逸出功為EkB－2EkA
若A、B兩種光入射到同一雙縫干涉裝置上，則相鄰亮條紋的間距之比為2∶1
12.(多選)如圖所示，波長為λa和λb的兩種單色光射入三棱鏡，經折射后射出兩束單色光a和b，則這兩束光(　　)
照射同一種金屬均有光電子逸出時，光電子最大初動能Eka＞Ekb
射向同一雙縫干涉裝置，其干涉條紋間距Δxa＞Δxb
在水中的傳播速度va＜vb
光子能量εa＜εb
培優加強練
13.a、b兩束單色光分別用同一雙縫干涉裝置進行實驗，兩次實驗雙縫與屏的距離相等，在屏上得到如圖所示的干涉圖樣，圖中白色區域為亮條紋，圖甲和圖乙分別是a光和b光照射時形成的干涉圖樣，兩圖樣的尺寸都是原始尺寸。下列關于a、b兩束單色光的說法正確的是(　　)
a光的光子能量較大
在水中a光傳播的速度較小
玻璃對a光的折射率較大
若用b光照射某金屬沒有光電子逸出，則a光照射該金屬時也沒有光電子逸出
第3節　光的波粒二象性
1.BCD　[光既具有波的特性又具有粒子的特性，即光具有波粒二象性，在宏觀上，大量光子傳播往往表現為波動性，在微觀上，個別光子在與其他物質產生作用時，往往表現為粒子性，故B、C、D三項正確，A項錯誤。]
2.C　[光既是波又是粒子，故A錯誤；光子是以場形式存在的物質，不是實物粒子，而電子則是實物粒子，所以它們不是同樣的一種粒子，故B錯誤；干涉和衍射是波的特有現象，光的干涉表明光具有波動性，故C正確；康普頓效應表明光具有粒子性，故D錯誤。]
3.ABD　[甲圖可以看到的是光點，說明光具有粒子性，隨著時間的增加，這些光點的排列體現了波的干涉的規律，說明光具有波動性，同時，這種規律是大量光點出現后才表現出來的，所以光是一種概率波。圖像甲表明光具有粒子性，A正確；圖像丙表明光具有波動性，B正確；用紫外光同樣能產生類似的圖像，C錯誤；實驗表明光是一種概率波，D正確。]
4.ABC　[光既具有波動性，又具有粒子性，大量的光子波動性比較明顯，個別光子的粒子性比較明顯，故A正確；在光的波粒二象性中，頻率越大的光，其粒子性越顯著，頻率越小的光，其波動性越顯著，故B正確；光在傳播時往往表現出波動性，光在跟物質相互作用時往往表現出粒子性，故C正確；光的波粒二象性是指光有時表現為波動性，有時表現為粒子性，二者是統一的，故D錯誤。]
5.D　[由圖知b光的折射率大，則b光的臨界角較小，所以b光先發生全反射，A錯誤；b光的折射率較大，則b光的頻率較大，波長較小，根據ε＝hν可知，b光的光子能量較大，選項B錯誤，D正確；由公式v＝知折射率大的速度小，即b光在介質中的傳播速度較小，C錯誤。]
6.D　[因為玻璃對a光的偏折程度大于b光，所以玻璃對a光的折射率大于對b光的折射率，根據v＝可知，在玻璃中，a光的速度小于b光的速度，a光的頻率大于b光的頻率，則a光光子的能量大于b光光子的能量，選項A、B錯誤，D正確；根據sin ic＝分析知，a光的臨界角比b光的小，逐漸增大入射角，先達到a光的臨界角，則a光最先發生全反射，故C錯誤。]
7.C　[根據甲圖和乙圖可知，甲的衍射條紋寬，說明a光的波長長，故A錯誤；根據圖丙可知水對a光的折射率n＝，故B錯誤；根據公式ε＝h，可知a光波長長，則光子能量小，故C正確；光的波長越長則頻率越小、折射率越小，根據sin ic＝可知，a光從水中射向空氣發生全反射時的臨界角較大，故D錯誤。]
8.C　[麥克斯韋根據他的電磁理論，認為光是一種電磁波，光子說并沒有否定光的電磁說，在光子能量公式ε＝hν中，頻率ν表示波的特征，ε表示粒子的特征，光具有波粒二象性是對電磁學的補充，沒有推翻電磁說，故A錯誤；雙縫干涉實驗時，明暗條紋是光子的相互疊加而成的現象，明條紋處光子到達的概率較大，而暗條紋處光子到達的概率較小，故B錯誤，C正確；不管是大量光子還是單個光子都具有波粒二象性，個別光子的行為表現出粒子性，大量光子的行為表現出波動性，故D錯誤。]
9.ABD　[波粒二象性是光的根本屬性，與光子之間的相互作用無關，故B正確；光具有波粒二象性，即光既具有波動性又具有粒子性，故C錯誤；光的波粒二象性是指光既具有波動性又有粒子性，某種場合表現粒子性，某種場合表現波動性，故A、D正確。]
10.D　[康普頓效應中光子與電子碰撞時要遵循能量守恒定律和動量守恒定律，可以推知，在逆康普頓效應中，同樣遵循能量守恒定律與動量守恒定律，故A、B錯誤；逆康普頓散射的過程中有能量從電子轉移到光子，則光子的能量增大，根據公式ε＝hν＝，可知散射光中存在頻率變大的成分，或者說散射光中存在波長變短的成分，故C錯誤，D正確。]
11.BCD　[由光子能量ε＝，可得兩種光子的波長之比為2∶1，故A錯誤，B正確；由于EkA＝εA－W0，EkB＝εB－W0，而2εA＝εB，解得W0＝EkB－2EkA，故C正確；由Δx＝λ，可知若A、B兩種光入射到同一雙縫干涉裝置上，則相鄰亮條紋的間距之比為2∶1，故D正確。]
12.BD　[由題圖看出，a光的偏折角小，則玻璃對a光的折射率小于對b光的折射率，所以a光的頻率小于b光的頻率；a光的頻率小，由愛因斯坦光電效應方程有Ek＝hν－W0，可知照射同一種金屬均有光電子逸出時，光電子最大初動能Ekb＞Eka，故A錯誤；a光頻率較小，波長較長，而雙縫干涉條紋間距與波長成正比，所以a光干涉條紋間距較大，故B正確；a光的折射率小，由v＝分析知，在水中，a光的傳播速度大于b光的傳播速度，故C錯誤；光子的能量ε＝hν，可知b光光子的能量大，故D正確。]
13.D　[由Δx＝λ得，a光的間距大于b光，所以a光的波長大于b光的波長，根據c＝λν知，a光的頻率小于b光的頻率，則a光的折射率小于b光的折射率，根據ε＝hν可知b光的光子能量大，故A、C錯誤；根據v＝得，a光的折射率小，則a光在水中的傳播速度大，故B錯誤；若用b光照射某金屬時沒有光電子逸出，因為a光的頻率小于b光，所以a光照射該金屬時也沒有光電子逸出，故D正確。]第3節　光的波粒二象性
學習目標　1.了解光的本質認識的發展史。2.了解光的波粒二象性及其對立統一關系。3.掌握波長和頻率的關系，能解決幾何光學和物理光學的綜合問題。
知識點一　光的波粒二象性
光電效應說明光具有粒子性；麥克斯韋預言了電磁波，赫茲證明光是一種電磁波，那光到底是粒子還是波？
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1.光的本性之爭
（1）牛頓認為光是一種微粒，而荷蘭物理學家惠更斯卻認為光是一種波。
（2）英國科學家托馬斯·楊做了著名的光的雙縫干涉實驗，得到了明暗相間的干涉條紋，并由此測定了光的波長，由于　　　　現象是波的重要特征之一，所以該實驗為光的波動性提供了重要的實驗依據。
（3）英國科學家　　　　　　在建立電磁理論的研究過程中，于1862年預言了光是一種電磁波。
（4）德國物理學家　　　　通過實驗發現了人們期待已久的電磁波。
2.光的波粒二象性
（1）光的　　　　和　　　　實驗表明，光是一種電磁波，具有波動性?！　　　『汀　　　　　　　”砻?，光在與物體相互作用時，光子表現出粒子性。
（2）光既有　　　　性，又有　　　　性，人們把這種性質稱為光的波粒二象性。
（3）光子能量和動量表示為ε＝　　　　和p＝。其中，能量ε和動量p是描述光子　　　　的重要物理量，頻率ν和波長λ是描述光子　　　的典型物理量，　　　　　　　　是聯系光子粒子性和波動性的橋梁。
（4）光是概率波：概率大的地方落下的光子多，形成
　　　　　??；概率小的地方落下的光子少，形成
　　　　。物理學中把光波看成是一種　　　　，干涉條紋是光子落在感光片上各點的　　　　　分布的反映。
例1 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中不符合科學規律或歷史事實的是（　?。?br/>A.牛頓的“微粒說”與愛因斯坦的“光子說”本質上是不同的
B.光的雙縫干涉實驗顯示了光具有波動性
C.愛因斯坦預言了光是一種電磁波
D.光既具有粒子性又具有波動性
聽課筆記____________________________________________________________
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例2 （多選）關于光的波粒二象性，下列正確的說法是（　?。?br/>A.光的頻率越高，光子的能量越大，粒子性越顯著
B.光的波長越長，光子的能量越小，波動性越顯著
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
聽課筆記____________________________________________________________
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訓練1 如圖所示，當弧光燈發出的光經一狹縫后，在鋅板上形成明暗相間的條紋，同時與鋅板相連的驗電器鋁箔有張角，則該實驗（　?。?br/>A.只能證明光具有波動性
B.只能證明光具有粒子性
C.只能證明光能夠發生衍射
D.證明光具有波粒二象性
知識點二　光的波粒二象性的綜合分析
1.光的粒子性：光電效應方程，hν＝Ek＋W0。
2.光的波動性：
（1）雙縫干涉實驗，條紋間距Δx＝λ。
（2）光的折射，折射定律＝n。
（3）光的全反射，sin ic＝。
3.聯系：由c＝λν知，光的波長越長，頻率越小，光的折射率越小。
例3 如圖所示，一束復色光AO以一定的入射角從玻璃射向真空時分成a、b兩束，關于a、b這兩種單色光，下列說法中正確的是（　　）
A.此玻璃對a光的折射率小于對b光的折射率
B.用同一雙縫干涉裝置進行實驗，a光的干涉條紋間距比b光的大
C.a光光子能量小于b光光子能量
D.在玻璃中a光的全反射臨界角小于b光的全反射臨界角
聽課筆記____________________________________________________________
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訓練2 （多選）用同一光電管研究a、b兩種單色光產生的光電效應，得到光電流I與光電管兩極間所加電壓U的關系如圖，則這兩種光（　?。?br/>A.照射該光電管時a光使其逸出的光電子最大初動能大
B.照射該光電管時b光使其逸出的光電子最大初動能大
C.通過同一裝置發生雙縫干涉，a光的相鄰條紋間距大
D.通過同一裝置發生雙縫干涉，b光的相鄰條紋間距大
隨堂對點自測
1.（光的波粒二象性）關于光的本質下列說法正確的是（　?。?br/>A.光電效應說明光具有波動性
B.光的干涉、衍射現象說明光具有粒子性
C.在任何情況下，光都既具有波動性、同時又具有粒子性
D.光的波動性和粒子性是相互矛盾的
2.（光的波粒二象性）（多選）下列四個實驗能證明光具有粒子性的是（　　）
3.（波粒二象性的綜合分析）如圖為a、b、c三種光在同一光電效應裝置中測得的光電流和電壓的關系。由a、b、c組成的復色光通過三棱鏡時，下述光路圖中正確的是（　?。?br/>4.（波粒二象性的綜合分析）如圖所示，a、b兩束相互平行的單色光，以一定的入射角照射到平行玻璃磚上表面，經平行玻璃磚折射后匯聚成一束復色光c，從平行玻璃磚下表面射出。下列說法中正確的是（　　）
A.在真空中，a光的傳播速度小于b光的傳播速度
B.增大入射角，a光在玻璃磚下表面可發生全反射
C.用同一裝置在相同條件下分別做雙縫干涉實驗，a光條紋間距小
D.用a光、b光照射某金屬表面，若a光能發生光電效應，則b光一定也能發生光電效應
第3節　光的波粒二象性
知識點一
導學　提示　光具有波粒二象性。
知識梳理
1.(2)干涉　(3)麥克斯韋　(4)赫茲　2.(1)干涉　衍射　光電效應　康普頓效應　(2)粒子　波動　(3)hν　粒子性　波動性　普朗克常量h　(4)亮紋　暗紋　概率波　概率
例1 C　[牛頓的“微粒說”認為光是一種實物粒子，而愛因斯坦的“光子說”認為光是一種量子化的物質，故A符合；光的雙縫干涉實驗顯示了光具有波動性，故B符合；光既具有波動性又具有粒子性，故D符合；麥克斯韋預言了光是一種電磁波，故C不符合。]
例2 ABD　[光具有波粒二象性，但在不同情況下表現不同，頻率越高，波長越短，粒子性越強，反之波動性明顯，個別光子易顯示粒子性，大量光子顯示波動性，故A、B、D正確，C錯誤。]
訓練1 D　[弧光燈發出的光經一狹縫后，在鋅板上形成明暗相間的條紋，這是光的衍射，證明了光具有波動性；驗電器鋁箔有張角，說明鋅板發生了光電效應，則證明了光具有粒子性，所以該實驗證明了光具有波粒二象性，故D正確。]
知識點二
例3 D　[以相同的入射角從玻璃射向真空，a光的偏折角大，所以折射率na>nb，選項A錯誤；根據單色光的波長、頻率以及折射率之間的關系，波長則有λa<λb，雙縫干涉的條紋間距Δx＝，a光波長短，干涉條紋間距小，選項B錯誤；頻率νa>νb，根據光子能量ε＝hν，判斷a光光子能量高，選項C錯誤；在玻璃中的全反射臨界角sin ic＝，a光的折射率大，臨界角小，選項D正確。]
訓練2 BC　[由圖可知，b光的遏止電壓大，所以b光照射光電管時使其逸出的光電子最大初動能大，故A錯誤，B正確；根據光電效應方程，可得Ek＝hν－W0，易知，a光的頻率小，波長大，發生雙縫干涉時，有Δx＝λ，可知a光的相鄰條紋間距大，故C正確，D錯誤。]
隨堂對點自測
1.C　[光電效應說明光具有粒子性，故A錯誤；光的干涉、衍射現象說明光具有波動性，故B錯誤；由于光具有波粒二象性，則在任何情況下，光都既具有波動性、同時又具有粒子性，故C正確；光的波粒二象性是指光有時表現為波動性，有時表現為粒子性，二者是統一的，故D錯誤。]
2.AB　[A圖是光電效應實驗，說明光的粒子性，A正確；B圖是康普頓效應，表示的是光子和電子一對一的作用規律，說明光子既具有能量，也具有動量，體現了光的粒子性，B正確；C圖是單色光的衍射現象，說明光的波動性，C錯誤；D圖是光的雙縫干涉實驗，說明光的波動性，D錯誤。]
3.C　[由愛因斯坦光電效應方程hν＝Ek＋W0和動能定理－eU＝0－Ek得eU＝hν－W0，知遏止電壓大，則光的頻率大，νb＞νc＞νa，由光的色散現象知頻率越大，折射率越大，光的偏折角越大，選項C正確。]
4.C　[在真空中，a光的傳播速度等于b光的傳播速度，故A錯誤；因為光線是從平行玻璃磚上表面經過一次折射到下表面的，所以增大入射角，a光在玻璃磚下表面不可能達到臨界角，因此不可能發生全反射，故B錯誤；兩束光的入射角相同，a光的折射角較小，所以a光的折射率較大，則頻率較大，波長短，根據Δx＝λ，可知，a光條紋間距小，故C正確；a光頻率大，可以發生光電效應，b光頻率小，可能小于金屬極限頻率，所以可能不發生光電效應，故D錯誤。](共45張PPT)
第3節　光的波粒二象性
第四章 波粒二象性
1.了解光的本質認識的發展史。
2.了解光的波粒二象性及其對立統一關系。
3.掌握波長和頻率的關系，能解決幾何光學和物理光學的綜合問題。
學習目標
目 錄
CONTENTS
知識點
01
隨堂對點自測
02
課后鞏固訓練
03
知識點
1
知識點二　光的波粒二象性的綜合分析
知識點一　光的波粒二象性
知識點一　光的波粒二象性
　　　光電效應說明光具有粒子性；麥克斯韋預言了電磁波，赫茲證明光是一種電磁波，那光到底是粒子還是波？
提示　光具有波粒二象性。
1.光的本性之爭
(1)牛頓認為光是一種微粒，而荷蘭物理學家惠更斯卻認為光是一種波。
(2)英國科學家托馬斯·楊做了著名的光的雙縫干涉實驗，得到了明暗相間的干涉條紋，并由此測定了光的波長，由于______現象是波的重要特征之一，所以該實驗為光的波動性提供了重要的實驗依據。
(3)英國科學家__________在建立電磁理論的研究過程中，于1862年預言了光是一種電磁波。
(4)德國物理學家______通過實驗發現了人們期待已久的電磁波。
干涉
麥克斯韋
赫茲
2.光的波粒二象性
(1)光的______和______實驗表明，光是一種電磁波，具有波動性。__________和____________表明，光在與物體相互作用時，光子表現出粒子性。
(2)光既有______性，又有______性，人們把這種性質稱為光的波粒二象性。
干涉
衍射
光電效應
康普頓效應
粒子
波動
hν
粒子性
波動性
普朗克常量h
(4)光是概率波：概率大的地方落下的光子多，形成______；概率小的地方落下的光子少，形成______。物理學中把光波看成是一種________，干涉條紋是光子落在感光片上各點的______分布的反映。
亮紋
暗紋
概率波
概率
C
例1 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中不符合科學規律或歷史事實的是(　　)
A.牛頓的“微粒說”與愛因斯坦的“光子說”本質上是不同的
B.光的雙縫干涉實驗顯示了光具有波動性
C.愛因斯坦預言了光是一種電磁波
D.光既具有粒子性又具有波動性
解析　牛頓的“微粒說”認為光是一種實物粒子，而愛因斯坦的“光子說”認為光是一種量子化的物質，故A符合；光的雙縫干涉實驗顯示了光具有波動性，故B符合；光既具有波動性又具有粒子性，故D符合；麥克斯韋預言了光是一種電磁波，故C不符合。
例2 (多選)關于光的波粒二象性，下列正確的說法是(　　 )
A.光的頻率越高，光子的能量越大，粒子性越顯著
B.光的波長越長，光子的能量越小，波動性越顯著
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　光具有波粒二象性，但在不同情況下表現不同，頻率越高，波長越短，粒子性越強，反之波動性明顯，個別光子易顯示粒子性，大量光子顯示波動性，故A、B、D正確，C錯誤。
ABD
D
訓練1 如圖所示，當弧光燈發出的光經一狹縫后，在鋅板上形成明暗相間的條紋，同時與鋅板相連的驗電器鋁箔有張角，則該實驗(　　)
A.只能證明光具有波動性
B.只能證明光具有粒子性
C.只能證明光能夠發生衍射
D.證明光具有波粒二象性
解析　弧光燈發出的光經一狹縫后，在鋅板上形成明暗相間的條紋，這是光的衍射，證明了光具有波動性；驗電器鋁箔有張角，說明鋅板發生了光電效應，則證明了光具有粒子性，所以該實驗證明了光具有波粒二象性，故D正確。
知識點二　光的波粒二象性的綜合分析
1.光的粒子性：光電效應方程，hν＝Ek＋W0。
2.光的波動性：
3.聯系：由c＝λν知，光的波長越長，頻率越小，光的折射率越小。
例3 如圖所示，一束復色光AO以一定的入射角從玻璃射向真空時分成a、b兩束，關于a、b這兩種單色光，下列說法中正確的是(　　)
A.此玻璃對a光的折射率小于對b光的折射率
B.用同一雙縫干涉裝置進行實驗，a光的干涉
條紋間距比b光的大
C.a光光子能量小于b光光子能量
D.在玻璃中a光的全反射臨界角小于b光的全反
射臨界角
D
訓練2 (多選)用同一光電管研究a、b兩種單色光產生的光電效應，得到光電流I與光電管兩極間所加電壓U的關系如圖，則這兩種光(　　)
A.照射該光電管時a光使其逸出的光電子最大初動能大
B.照射該光電管時b光使其逸出的光電子最大初動能大
C.通過同一裝置發生雙縫干涉，a光的相鄰條紋間距大
D.通過同一裝置發生雙縫干涉，b光的相鄰條紋間距大
BC
隨堂對點自測
2
C
1.(光的波粒二象性)關于光的本質下列說法正確的是(　　)
A.光電效應說明光具有波動性
B.光的干涉、衍射現象說明光具有粒子性
C.在任何情況下，光都既具有波動性、同時又具有粒子性
D.光的波動性和粒子性是相互矛盾的
解析　光電效應說明光具有粒子性，故A錯誤；光的干涉、衍射現象說明光具有波動性，故B錯誤；由于光具有波粒二象性，則在任何情況下，光都既具有波動性、同時又具有粒子性，故C正確；光的波粒二象性是指光有時表現為波動性，有時表現為粒子性，二者是統一的，故D錯誤。
AB
2.(光的波粒二象性)(多選)下列四個實驗能證明光具有粒子性的是(　　)
解析　A圖是光電效應實驗，說明光的粒子性，A正確；B圖是康普頓效應，表示的是光子和電子一對一的作用規律，說明光子既具有能量，也具有動量，體現了光的粒子性，B正確；C圖是單色光的衍射現象，說明光的波動性，C錯誤；D圖是光的雙縫干涉實驗，說明光的波動性，D錯誤。
C
3.(波粒二象性的綜合分析)如圖為a、b、c三種光在同一光電效應裝置中測得的光電流和電壓的關系。由a、b、c組成的復色光通過三棱鏡時，下述光路圖中正確的是(　　)
解析　由愛因斯坦光電效應方程hν＝Ek＋W0和動能定理－eU＝0－Ek得eU＝hν－W0，知遏止電壓大，則光的頻率大，νb＞νc＞νa，由光的色散現象知頻率越大，折射率越大，光的偏折角越大，選項C正確。
C
4.(波粒二象性的綜合分析)如圖所示，a、b兩束相互平行的單色光，以一定的入射角照射到平行玻璃磚上表面，經平行玻璃磚折射后匯聚成一束復色光c，從平行玻璃磚下表面射出。下列說法中正確的是(　　)
A.在真空中，a光的傳播速度小于b光的傳播速度
B.增大入射角，a光在玻璃磚下表面可發生全反射
C.用同一裝置在相同條件下分別做雙縫干涉實驗，
a光條紋間距小
D.用a光、b光照射某金屬表面，若a光能發生光電效應，則b光一定也能發生光電效應
課后鞏固訓練
3
BCD
題組一　光的波粒二象性
1.(多選)下列對于光的本質的說法正確的是(　　 )
A.光有時是一種粒子，有時是一種波
B.光既具有波的特性又具有粒子的特性
C.在宏觀上，大量光子傳播往往表現為波動性
D.在微觀上，個別光子在與其他物質產生作用時，往往表現為粒子性
解析　光既具有波的特性又具有粒子的特性，即光具有波粒二象性，在宏觀上，大量光子傳播往往表現為波動性，在微觀上，個別光子在與其他物質產生作用時，往往表現為粒子性，故B、C、D三項正確，A項錯誤。
對點題組練
C
2.下列有關光的波粒二象性的說法中，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.光的干涉表明光具有波動性
D.康普頓效應表明光具有波動性
解析　光既是波又是粒子，故A錯誤；光子是以場形式存在的物質，不是實物粒子，而電子則是實物粒子，所以它們不是同樣的一種粒子，故B錯誤；干涉和衍射是波的特有現象，光的干涉表明光具有波動性，故C正確；康普頓效應表明光具有粒子性，故D錯誤。
ABD
3.(多選)用極微弱的可見光做雙縫干涉實驗，隨著時間的增加，在屏上先后出現如圖甲、乙、丙所示的圖像，則(　 　)
A.圖像甲表明光具有粒子性
B.圖像丙表明光具有波動性
C.用紫外光不會產生類似的圖像
D.實驗表明光是一種概率波
解析　甲圖可以看到的是光點，說明光具有粒子性，隨著時間的增加，這些光點的排列體現了波的干涉的規律，說明光具有波動性，同時，這種規律是大量光點出現后才表現出來的，所以光是一種概率波。圖像甲表明光具有粒子性，A正確；圖像丙表明光具有波動性，B正確；用紫外光同樣能產生類似的圖像，C錯誤；實驗表明光是一種概率波，D正確。
ABC
4.(多選)下列關于光的波粒二象性的說法正確的是(　 　)
A.大量光子產生的效果往往顯示出波動性，個別光子產生的效果往往顯示出粒子性
B.頻率越大的光其粒子性越顯著，頻率越小的光其波動性越顯著
C.光在傳播時往往表現出波動性，光在跟物質相互作用時往往表現出粒子性
D.光不可能同時具有波動性和粒子性
解析　光既具有波動性，又具有粒子性，大量的光子波動性比較明顯，個別光子的粒子性比較明顯，故A正確；在光的波粒二象性中，頻率越大的光，其粒子性越顯著，頻率越小的光，其波動性越顯著，故B正確；光在傳播時往往表現出波動性，光在跟物質相互作用時往往表現出粒子性，故C正確；光的波粒二象性是指光有時表現為波動性，有時表現為粒子性，二者是統一的，故D錯誤。
D
題組二　波粒二象性的綜合分析
5.a、b兩種單色光以相同的入射角從某種介質射向空氣，光路如圖所示，則下列說法正確的是(　　)
A.逐漸增大入射角α的過程中，a光先發生全反射
B.在空氣中a光的波長比b光的小
C.在該介質中a光的傳播速度小于b光的傳播速度
D.a光光子的能量小于b光光子的能量
D
6.如圖所示，一束可見光以入射角θ從玻璃磚射向空氣，經折射后分為a、b兩束單色光。a、b兩束光相比，下列說法正確的是(　　)
A.玻璃對a光的折射率小于對b光的折射率
B.在玻璃中，a光的速度大于b光的速度
C.增大入射角θ，b光首先發生全反射
D.a光光子的能量大于b光光子的能量
C
7.用a、b兩種不同的單色光在相同條件下分別經同一單縫衍射裝置得到的衍射圖樣如圖甲、乙所示?，F使a光從水中斜射向水面上的O點，其入射角為i、折射角為r，如圖丙所示。對于這兩種單色光，下列說法正確的是(　　)
C
8.下列說法中正確的是(　　)
A.光的波粒二象性學說徹底推翻了麥克斯韋的光的電磁說
B.在光的雙縫干涉實驗中，暗條紋的地方是光子永遠不能到達的地方
C.光的雙縫干涉實驗中，大量光子打在光屏上的落點是有規律的，暗紋處落下光子的概率小
D.單個光子只具有粒子性，大量光子具有波動性
綜合提升練
解析　麥克斯韋根據他的電磁理論，認為光是一種電磁波，光子說并沒有否定光的電磁說，在光子能量公式ε＝hν中，頻率ν表示波的特征，ε表示粒子的特征，光具有波粒二象性是對電磁學的補充，沒有推翻電磁說，故A錯誤；雙縫干涉實驗時，明暗條紋是光子的相互疊加而成的現象，明條紋處光子到達的概率較大，而暗條紋處光子到達的概率較小，故B錯誤，C正確；不管是大量光子還是單個光子都具有波粒二象性，個別光子的行為表現出粒子性，大量光子的行為表現出波動性，故D錯誤。
ABD
9.(多選)對光的認識，下列說法中正確的是(　 　)
A.個別光子的行為表現出粒子性，大量光子的行為表現出波動性
B.光的波動性是光子本身的一種屬性，不是光子之間的相互作用引起的
C.光表現出波動性時，就不具有粒子性了；光表現出粒子性時，就不再具有波動性了
D.光的波粒二象性應理解為：在某種場合下光的波動性表現得明顯，在另外的某種場合下，光的粒子性表現得明顯
解析　波粒二象性是光的根本屬性，與光子之間的相互作用無關，故B正確；光具有波粒二象性，即光既具有波動性又具有粒子性，故C錯誤；光的波粒二象性是指光既具有波動性又有粒子性，某種場合表現粒子性，某種場合表現波動性，故A、D正確。
D
10.實驗表明：光子與速度不太大的電子碰撞發生散射時，光的波長會變長或者不變，這種現象叫康普頓效應，該過程遵循能量守恒定律和動量守恒定律。如果電子具有足夠大的初速度，以至于在散射過程中有能量從電子轉移到光子，則該現象被稱為逆康普頓效應，這一現象已被實驗證實。關于上述逆康普頓效應，下列說法正確的是(　　)
A.該過程不遵循能量守恒定律
B.該過程不遵循動量守恒定律
C.散射光中存在波長變長的成分
D.散射光中存在頻率變大的成分
BCD
11.(多選)已知A、B兩種光子的能量之比為1∶2，它們都能使某種金屬發生光電效應，且所產生的光電子最大初動能分別為EkA、EkB，則(　 　)
A.A、B兩種光子的波長之比為1∶2
B.A、B兩種光子的波長之比為2∶1
C.該金屬的逸出功為EkB－2EkA
D.若A、B兩種光入射到同一雙縫干涉裝置上，則相鄰亮條紋的間距之比為2∶1
BD
12.(多選)如圖所示，波長為λa和λb的兩種單色光射入三棱鏡，經折射后射出兩束單色光a和b，則這兩束光(　　)
A.照射同一種金屬均有光電子逸出時，光電子最大初
動能Eka＞Ekb
B.射向同一雙縫干涉裝置，其干涉條紋間距Δxa＞Δxb
C.在水中的傳播速度va＜vb
D.光子能量εa＜εb
D
13.a、b兩束單色光分別用同一雙縫干涉裝置進行實驗，兩次實驗雙縫與屏的距離相等，在屏上得到如圖所示的干涉圖樣，圖中白色區域為亮條紋，圖甲和圖乙分別是a光和b光照射時形成的干涉圖樣，兩圖樣的尺寸都是原始尺寸。下列關于a、b兩束單色光的說法正確的是(　　)
A.a光的光子能量較大
B.在水中a光傳播的速度較小
C.玻璃對a光的折射率較大
D.若用b光照射某金屬沒有光電子逸出，則a光照射該金屬時也沒有光電子逸出
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