1.德布罗意认为，任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波与它对应，波长 (p为运动物体的动量，h是普朗克恒量)，人们把这种波叫物质波，也叫德布罗意波.对于物质波，可以从以下几点来认识它：

(1)物质波的波长很短，运动速度为4.0×10⁷ m/s的电子波长为1.8×10^-11 m，一颗质量为10 g的子弹以200 m/s的速度运动时的波长为3.3×10^-34 m，因此物质波的波动性不明显，很难观察到其衍射现象，只有利用金属晶格中的狭缝才能观察到电子衍射图样.

(2)物质波是一种概率波.在电子的衍射图样中，电子落在“亮圆”上的概率大，落在“暗圆”上的概率小.光子和实物粒子都具有波粒二象性，它们在空间分布的概率是波动规律支配的.

2.光波是一种概率波

1、光的波动性与粒子性是统一的

(1)大量光子产生的效果显示出波动性，个别光子产生的效果显示出粒子性.

(2)光子和电子、质子等实物粒子一样，具有能量和动量.与其他物质相互作用时，粒子性起主导作用；在光的传播过程中，光子在空间各点出现的可能性的大小(概率)，由波动性起主导作用，因此称光波为概率波.

(3)光子的能量与其对应的频率成正比，而频率是波动性特征的物理量，因此E＝h，揭示了光的粒子性和波动性之间的密切联系.

(4)对不同频率的光，频率低、波长长的光，波动性特征显著；而频率高、波长短的光，粒子性特征显著.

综上所述，光的粒子性和波动性组成一个有机的统一体，相互间并不是独立存在.

3.爱因斯坦光电效应方程

爱因斯坦认为，一个入射光子的能量只能被一个电子获得，这个电子能否从金属中逸出，取决于两个因素：一是电子获得了多少能量，即入射光子的能量有多大；二是金属对逸出电子的束缚导致电子逸出时消耗了多少能量.光电效应中，从金属表面逸出的电子消耗能量最少，因而有最大初动能.爱因斯坦提出：

E_km＝h－W.

2.光子说对光电效应规律的解释

(1)光子说：光是不连续的，而是一份一份的，每一份光叫光子，光子的能量E＝h(h＝6.63×10^-34J·s).

　 (2)光子说对光电效应规律的解释：

当光子照射到金属上时，它的能量被金属中的某个电子全部吸收，电子吸收能量后，动能增加.当它的动能足够大时，它能克服金属内部原子核对它的吸引而离开金属表面逃逸出来，成为光电子，光电子的发射时间很短，不需要能量的积累过程.

电子吸收光子的能量后，可能向各个方向运动，有的向金属内部运动，有的向外运动，由于路程不同，电子逃逸出来时损失的能量不同，因而它们离开金属表面的初动能不同.只有直接从金属表面飞出来的电子的初动能最大，这时光电子克服原子核的引力所做的功叫这种金属的逸出功W.

对于某一金属而言，逸出功W一定，故入射光的频率越大，光电子的最大初动能也越大；若入射光的频率比较低，使得h<W，就不能产生光电效应，若h＝W，这时光子的频率就是发生光电效应的极限频率.

由于不同金属的逸出功不同，故它们的极限频率不同.照射光增强时，单位时间内入射的光子数增多，自然产生的光电子也越多.

1．光电效应的规律

(1)任何一种金属都有一个极限频率，入射光频率必须大于这个极限频率，才能产生光电效应，低于这个频率的光不能发生光电效应.能否发生光电效应，不取决于光强，只取决于频率.

(2)光电子最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大.

(3)入射光照射到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过10^-9s.

(4)当入射光的频率大于极限频率时，单位时间从金属表面逸出的光电子数目与入射光的强度有关.

　　 单色光照射单缝时，屏上出现中间宽的亮条纹，两侧是明暗相间的条纹，条纹的宽度比中央亮纹窄；白光照射时，屏上出现中间宽且亮的白色条纹，两侧是窄且暗的彩色条纹.

　　 单色光照射圆孔时，屏上出现明暗相间的不等距环形衍射条纹.

　　 当单色光照射小圆板时，在圆板的阴影中心出现的亮斑叫泊松亮斑.当形成泊松亮斑时，圆板阴影的边缘是模糊的，在阴影外还有不等间距的明暗相间的环形衍射条纹.

典型例题

例1．如图14-3-1所示为一演示薄膜干涉现象的实验装置，P是附有肥皂膜的铁丝圈，S是一点燃的酒精灯，往火焰上洒些盐后，在肥皂膜上观察到的干涉图象应是下图中的　　　　　 (　　 )

　　　　　　　 图14-4-1

解析：因为肥皂膜由于重力的缘故，呈现上薄下厚的尖劈状，且肥皂膜竖起时同一水平线的膜厚度基本相同，故形成水平明暗相间的干涉条纹

变式训练1．用干涉法检查工件表面的质量，产生的干涉条纹是一组平行等距的直条纹.若劈尖的上表面向上平移，如图14-4-2所示，则干涉条纹间距将(　　 )

　　　 A．变大　　 　　　 B．变小　

　　　 C．不变　　　 　　 D．无法确定

　　　　　　　 图14-4-2

解析：选项C对

例2．对光的衍射现象的定性分析，下列说法中不正确的有　　　　　　　　　　　　 (　　 )

A．光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物进入“阴影区”的现象

B．衍射现象是光波互相叠加的结果

C．衍射现象否定了直线传播的结论

D．光的衍射为波动说提供了有力的证据

解析：由光的衍射现象得选项C正确

变式训练2．沙尘暴是由于土地沙化引起的一种恶劣的气象现象，发生沙尘暴时，能见度只有几十米，天空变黄发暗.这种情况主要是由于太阳光中　　　　　　　　　　　　　　　　 (　 )

　A．只有波长较短的一部分光才能到达地面

　B．只有波长较长的一部分光才能到达地面

　C．只有频率较大的一部分光才能到达地面

　D．只有能量较大的光子才能到达地面

解析：在晴朗的天气里，天空看起来是蔚蓝色的，这是因为空气中的浮尘颗粒很小、数量较少，只有少部分频率较高的光线被尘埃颗粒散射，大部分光线均能顺利到达地面.而在发生沙尘暴时，空气中悬浮颗粒增大，数量很多，它们阻挡太阳光到达地面，这时只有频率较低，波长较长的光能发生衍射，即绕过沙尘到达地面，天空看起来自然会变黄发暗

第4课时　 光的粒子说

基础过关

3、色光的颜色由色光的频率决定，色光的频率由光源决定，与传播介质无关.由于在介质中的光速为波长，可见光速、波长均与介质的种类有关.

2、单色光干涉条纹间距，同一装置L、d相同，由于各种单色光的波长不同，因而各种单色光的干涉条纹的间距不同，叠加后各种单色光的明暗条纹不能完全重合，所以出现了彩色条纹.至于干涉图样的中央，对各种色光都呈现亮条纹，故在这里产生了白色条纹.

　　 对白光的双缝干涉现象，应明确以下几点：

1、白光是由不同频率的单色光组成的.不同频率的单色光之间不能发生干涉现象，但从两双缝射出的白光中，相同频率的单色光之间能够发生干涉现象.