光的波粒二象性ppt課件.ppt

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1、光的波粒二象性圓屏衍射圓孔衍射鋼針的衍射增透膜薄膜干涉鏡面檢測光的干涉和衍射現(xiàn)象表明光確實(shí)是一種波光電效應(yīng)的基本規(guī)律2.愛因斯坦的光電方程1.極限頻率，入射光的頻率EK=hv-w3.光電子的瞬時(shí)性4.光電流的強(qiáng)度愛因斯坦康普頓光電效應(yīng)以及康普頓效應(yīng)等無可辯駁的證實(shí)了光是一種粒子．光是一種波，同時(shí)也是一種粒子，光具有波粒二象性頻率低波長長的光波動(dòng)性較明顯頻率高波長短的光粒子性較明顯光具有波粒二象性當(dāng)我們用很弱的光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，將感光膠片放在屏的位置上，會(huì)看到什么樣的照片呢？為什么會(huì)有這種現(xiàn)象？短長曝光時(shí)間結(jié)論1、這張照片清晰的顯示了光的粒子性．2、光子

2、落在某些條形區(qū)域內(nèi)的可能性較大（干涉加強(qiáng)區(qū)），說明光子在空間各點(diǎn)出現(xiàn)的可能性的大小可以用波動(dòng)規(guī)律進(jìn)行解釋．光波是一種概率波，概率表征某一事物出現(xiàn)的可能性．伽爾頓板實(shí)驗(yàn)——表明單個(gè)小球下落的位置是不確定的,但是它落在中間狹槽的可能性要大一些，即小球落在中間的概率較大．思考與討論根據(jù)你的理解，說明概率的意義，舉出幾個(gè)日常生活中的或科學(xué)中的事例，說明哪些事件是個(gè)別出現(xiàn)時(shí)看不出什么規(guī)律，而大量出現(xiàn)時(shí)則顯示出一定的規(guī)律性．生活中，涉及概率統(tǒng)計(jì)的事件很多，例如：在研究分子熱運(yùn)動(dòng)時(shí)，研究單個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)是毫無意義的，需要研究的是大量分子整體表現(xiàn)出來的規(guī)律，這叫做統(tǒng)計(jì)規(guī)律

3、．例如：物體的溫度猜測光既是一種波，又是一種粒子，因此有的科學(xué)家猜測，在一束光中，光子之間的相互作用使光表現(xiàn)出了波的性質(zhì)，現(xiàn)在請大家猜測一下是否是這一原因？如何設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)證明你的觀點(diǎn)？讓我們換一個(gè)角度思考——仍然考慮雙縫干涉實(shí)驗(yàn)減弱光源分析當(dāng)光源和感光膠片之間不可能同時(shí)有兩個(gè)和多個(gè)光子時(shí)，長時(shí)間曝光得到的照片仍然和光源很強(qiáng)、曝光時(shí)間較短時(shí)一樣，則光的波動(dòng)性不是光子之間的相互作用引起的．波動(dòng)性是光子本身的一種屬性光既表現(xiàn)出波動(dòng)性，又表現(xiàn)出粒子性，由于微觀世界的某些屬性與宏觀世界不同，而我們的經(jīng)驗(yàn)僅局限于宏觀物體的運(yùn)動(dòng)．在生活中找不到一個(gè)既具有粒子性、又具

4、有波動(dòng)性的物理模型幫助我們研究光子的規(guī)律．氣體分子熱運(yùn)動(dòng)時(shí)電流光的波動(dòng)性光的粒子性我們在思考物理概念或物理規(guī)律時(shí)，往往建立新的模型隨著人類認(rèn)識(shí)的范圍不斷擴(kuò)大，不可能直接感知的事物出現(xiàn)在我們的眼前，需要我們建立新的模型，提出新的理論來進(jìn)行研究，對(duì)于一種模型，只要能與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致，它就能在一定范圍內(nèi)表示所研究對(duì)象的規(guī)律．光的波粒二象性惠更斯波動(dòng)說牛頓的微粒說麥克斯韋光的電磁說愛恩斯坦光子說光本性認(rèn)識(shí)1．光子既不是經(jīng)典的波（惠更斯波），也不是經(jīng)典的粒子（牛頓彈性球）。光是客觀世界物質(zhì)形式之一。2．光的波粒二象性最好地反映了自然科學(xué)中的矛盾統(tǒng)一性，對(duì)立依存的唯物

5、辯證思想和奇異和諧美。由此使人類對(duì)微觀世界的認(rèn)識(shí)大步向前。（１）、光波有一定的頻率和波長，光子有一定的能量和動(dòng)量，是個(gè)矛盾對(duì)立的統(tǒng)一體，彼此含有對(duì)方的成份，共存于光的統(tǒng)一體中。Ｅ＝ｈυ＝ｈｃ／λ，ｐ＝ｈυ／ｃ＝ｈ／λ。光的波粒二象性光在傳播過程中波動(dòng)性顯著，光在與物質(zhì)作用時(shí)粒子性表現(xiàn)顯著。B大量光子產(chǎn)生的效果顯示出波動(dòng)性，個(gè)別光子產(chǎn)生的效果則顯示出粒子性。C頻率越低的光，波動(dòng)性越A顯著，頻率越高的光，粒子性越顯著。（２）只有一個(gè)差異：在一定條件下波動(dòng)性顯著，在另一條件下粒子性顯著，即我們觀察到這對(duì)矛盾的主要方面。課堂小結(jié)光的波粒二象性雙縫干涉實(shí)驗(yàn)曝光量很

6、少——膠片上是一些不規(guī)則的分布的點(diǎn)子——粒子性曝光很大——膠片上出現(xiàn)明暗相間的條紋——波動(dòng)性光波是概率波——明條紋是光子到達(dá)概率大出，暗條紋是光子到達(dá)概率小處，是符合波動(dòng)規(guī)律康普頓效應(yīng)光電效應(yīng)光的干涉和衍射現(xiàn)象——說明光具有粒子性說明具有波動(dòng)性光具有波粒二象性光的波粒二象性少數(shù)光子的行為表現(xiàn)為粒子性，大量光子的行為表現(xiàn)為波動(dòng)性在傳播過程中波動(dòng)性顯著，在于物質(zhì)作用是粒子性顯著波長越長，波動(dòng)性顯著，波長越短，粒子性顯著。練習(xí)題：1、光的_________和___________現(xiàn)象說明光具有波動(dòng)性，__________現(xiàn)象說明光具有粒子性．我們無法只用其中一

7、種觀點(diǎn)說明光的一切行為，因而認(rèn)為光具有__________性．干涉衍射光電效應(yīng)波粒二象2、光既具有波動(dòng)性，又具有粒子性。大量光子表現(xiàn)出的_________強(qiáng)，少量光子表現(xiàn)出的________強(qiáng)；頻率高的光子表現(xiàn)出的_________強(qiáng)，頻率低的光子表現(xiàn)出的_________強(qiáng)．波動(dòng)性粒子性粒子性波動(dòng)性