光的波粒二象性課件

1、光的波粒二象性光的波粒二象性17世紀(jì)明確形成了兩大對(duì)立學(xué)說(shuō)牛頓惠更斯微粒說(shuō)波動(dòng)說(shuō)19世紀(jì)初證明了波動(dòng)說(shuō)的正確性由于波動(dòng)說(shuō)沒(méi)有數(shù)學(xué)基礎(chǔ)以及牛頓的威望使得微粒說(shuō)一直占上風(fēng)19世紀(jì)末光電效應(yīng)現(xiàn)象使得愛(ài)因斯坦在20世紀(jì)初提出了光子說(shuō)：光具有粒子性對(duì)光學(xué)的研究從很早就開(kāi)始了17世紀(jì)明確形成了兩大對(duì)立學(xué)說(shuō)牛頓惠更斯微粒說(shuō)波動(dòng)說(shuō)19世紀(jì)圓屏衍射圓孔衍射鋼針的衍射增透膜薄膜干涉鏡面檢測(cè)光的干涉和衍射現(xiàn)象表明光確實(shí)是一種波圓屏衍射圓孔衍射鋼針的衍射增透膜薄膜干涉鏡面檢測(cè)光的干涉和衍愛(ài)因斯坦康普頓光電效應(yīng)以及康普頓效應(yīng)等無(wú)可辯駁的證實(shí)了光是一種粒子愛(ài)因斯坦康普頓光電效應(yīng)以及康普頓效應(yīng)等無(wú)可辯駁的證實(shí)了光是一光是一

2、種波，同時(shí)也是一種粒子，光具有波粒二象性光是一種波，同時(shí)也是一種粒子，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？ 當(dāng)我們用很弱的光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，將感光膠片短長(zhǎng)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(shuō)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)行解釋短長(zhǎng)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 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

3、的概率較大 光波是一種概率波，概率表征某一事物出現(xiàn)的可能性伽思考與討論 根據(jù)你的理解，說(shuō)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(shuō)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(wú)意義的，需要研究的是大量分子整體表現(xiàn)出來(lái)的規(guī)律，這叫做統(tǒng)計(jì)規(guī)律思考與討論 根據(jù)你的理解，說(shuō)明概率的意義，舉出讓我們換一個(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(zhǎng)時(shí)間曝光得到的照片仍然和光源很強(qiáng)、曝光時(shí)

4、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 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)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?cè)谒伎嘉锢砀拍罨蛭锢硪?guī)律時(shí)，往往氣體分子熱運(yùn)動(dòng)時(shí)電流光的波動(dòng)性光的粒子性我們?cè)谒伎嘉锢砀拍罨?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、又具有波動(dòng)性的物理模型幫助我們研究光子的規(guī)律隨著人類(lèi)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(lái)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

5、一定范圍內(nèi)正確表示所研究對(duì)象的規(guī)律 光既表現(xiàn)出波動(dòng)性，又表現(xiàn)出粒子性，由于微觀例1光的_和_現(xiàn)象說(shuō)明光具有波動(dòng)性，_現(xiàn)象說(shuō)明光具有粒子性我們無(wú)法只用其中一種觀點(diǎn)說(shuō)明光的一切行為，因而認(rèn)為光具有_性例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) 干 涉衍 射 光電效應(yīng)波粒二象波動(dòng)性粒子性粒 子 性波動(dòng)性例1光的_和_現(xiàn)象說(shuō)明光1關(guān)于光的本性，下列說(shuō)法中正確的是（ ）A光電效應(yīng)反映光的粒子性B光子的能量由光的強(qiáng)度所決定C光子的能量與光的頻率成正比D光在空間傳播時(shí)，是不連續(xù)的，是一份一份的，每一份光叫做一個(gè)光子 E光既

6、具有波動(dòng)性，又具有粒子性，但是光既不是宏觀觀念中的波，也不是宏觀概念粒子 2對(duì)光電效應(yīng)的研究可知，下述結(jié)論正確的是（ ）A光除具有波動(dòng)性外還具有粒子特征，光具有波粒二象性B某種色光照射金屬表面時(shí)，有電子逸出，表明光子的能量被電于吸收C某種色光照射金屬表面時(shí)，電子逸出后，電子獲得的動(dòng)能等于光子的能量D某種色光照射金屬表面時(shí)，沒(méi)有電子逸出，光子的能量也可能被電子吸收ACDE ABD 1關(guān)于光的本性，下列說(shuō)法中正確的是（ 3一金屬表面，受綠光照射時(shí)發(fā)射出電子，受黃光照射時(shí)無(wú)電子發(fā)射下列有色光照射到這金屬表面上時(shí)會(huì)引起光電子發(fā)射的是（ ）A紫光 B橙光 C藍(lán)光 D紅光4一束一定強(qiáng)度的紫外線射入裝在一個(gè)

7、不帶電的驗(yàn)電器的鋅板上，如圖所示，下列現(xiàn)象將會(huì)發(fā)生的是（ ） A從鋅板發(fā)射出電子 B金箔張開(kāi)C鋅板吸引周?chē)諝庵械年?yáng)離子 D金箔帶負(fù)電A CA B3一金屬表面，受綠光照射時(shí)發(fā)射出電子，受黃光照射時(shí)無(wú)電子發(fā)5某單色光照射某金屬時(shí)不能產(chǎn)生光電效應(yīng)，則下述措施中可能使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的是（ ）A延長(zhǎng)光照時(shí)間 B增大光的強(qiáng)度C換用波長(zhǎng)較短的光照射 D換用頻率較高的光照射6用綠光照射一光電管能產(chǎn)生光電效應(yīng)，欲使光電子從陰極逸出時(shí)的最大初動(dòng)能增大就應(yīng)（ ）A改用紅光照射 B增大綠光的強(qiáng)度C增大光電管上的加速電壓 D改用紫光照射CDD5某單色光照射某金屬時(shí)不能產(chǎn)生光電效應(yīng)，則下述措施中可能使7用頻率為v

8、的單色光照射在某種金屬表面產(chǎn)生光電效應(yīng)，由金屬表面逸出的光電子垂直射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，其最大半徑為 r若要使最大半徑r 增大，可采?。?）A用頻率大于v 的單色光照射B用頻率小于 v的單色光照射C仍用頻率v 的單色光照射，但延長(zhǎng)照射時(shí)間D仍用頻率v 的單色光照射，但增大光的強(qiáng)度A7用頻率為v 的單色光照射在某種金屬表面產(chǎn)生光電效應(yīng)，由金8下圖是光電效應(yīng)中光電子的最大初動(dòng)能Ekm 與入射光頻率v 的關(guān)系圖線從圖中可知（ ） A Ekm與v 成正比 B入射光頻率必須大于或等于極限頻率v0 時(shí)，才能產(chǎn)生光電效應(yīng) C對(duì)同一種金屬而言，Ekm 僅與v 有關(guān) D Ekm與入射光強(qiáng)度成正比BC8下圖是光電效應(yīng)中光電子的最大初動(dòng)能Ekm 與入射光頻率v9一臺(tái)激光器發(fā)光功率為p ，發(fā)出的激光在折射率為n 的介質(zhì)中波長(zhǎng)為 ，若真空中的光速為c ，普朗克恒量為h ，則該激光器在 t秒內(nèi)輻射的光子數(shù)是_10如圖所示為光電管的工作電路，則圖中電源的正極為_(kāi)（填“ a”或“ b”）若使這種光電管產(chǎn)生光電效應(yīng)的入射光的最大波長(zhǎng)為 ，則能使光電管工作的入射光光子的最小能量為_(kāi) 9一臺(tái)激光器發(fā)光功率為p ，發(fā)出的激光在折射率為n 的介質(zhì)9激光器是一個(gè)特殊的光源，它發(fā)出的光便是激光紅寶石激光器發(fā)射的激光是不連