光的波粒二象性学习教案

1、会计学1光的波粒二象性光的波粒二象性第一页，共9页。光的干涉、衍射和偏振等现象表明光具有波动性，而光电效应等现象又无可争辩地表明光是具有能量的光子(gungz)流，即光具有粒子性。这样，已经退出历史舞台的光的微粒说，在20世纪初又以新的形式被重新提了出来。现在人们认识(rn shi)到，光既具有波动性又具有粒子性，即光具有波粒二象性。 一、光的波粒二象性第1页/共8页第二页，共9页。没有任何宏观物体既具有波动性，又具有粒子性，对于宏观物体来说，波粒二象性是难以想象的。但是，对于光子这样的微观粒子，却只有从波粒二象性出发，才能说明它的各种行为。实际上，爱因斯坦的光子说并没有否定光的电磁说，光子能

2、量E = h, 其中的频率表示的仍是波的特性。此外，光子说和电磁说都可以推导出光具有动量(dngling)，并且为实验所证实。光子说的结论是光子的动量(dngling)p = h/c，电磁说的结论是辐射能为E的光子具有的动量(dngling)是p = E/c。由于光子的能量E = h，所以，这两个学说得到的结论是一致的。可见, 对于宏观物体来说完全对立的粒子性和波动性，在微观世界却完美地统一体现在微观粒子身上，这是一个必须承认的事实。第2页/共8页第三页，共9页。在光的双缝干涉实验中，在光屏处放上照相底片，并设法减弱光子流的强度，直到使光子只能一个一个地通过狭缝。实验表明，如果(rgu)曝光时

3、间不太长，底片上只出现一些无规则分布的点子，这些点子是光子打在底片上形成的，表现出光的粒子性，这些点子的分布是无规则的。但是，如果(rgu)曝光时间足够长，底片上就出现了规则的干涉条纹，就像用强光经短时间曝光后产生的结果一样。可见，光的波动性是大量光子表现出来的现象。在干涉条纹中，那些光波强度大的地方也就是光子到达的概率多的地方；光波强度小的地方也就是光子到达的概率小的地方。所以，从这种意义上讲，可以把光的波动性看作是表明大量光子运动规律的一种概率波。第3页/共8页第四页，共9页。从微粒说到光量子说，这个漫长的过程就是对光的本质辩证地否定(fudng)的过程。这些假说模型经过一次次辩证地否定(

4、fudng)，最后就越来越接近光的真实面目了。第4页/共8页第五页，共9页。 二、物质波 在光的波粒二象性的启发下，德国物理学家德布罗意（1892-1987）利用比较和综合的方法，于1924年大胆提出：任何一个运动的粒子（像电子、质子(zhz)、中子等）都有一种与它对应的波，其波长为ph 式中p 是运动粒子的动量(dngling)，h 是普朗克常量。人们把这种波叫做物质波，也叫做德布罗意波。第5页/共8页第六页，共9页。 物质波的发现(fxin)很快就在技术中得到重要的应用。下图的电子显微镜就是一个突出的例子。第6页/共8页第七页，共9页。 练 习 1. 电子(dinz)甲的速度是电子(dinz)乙的速度的2倍，哪个电子(dinz)的德布罗意波长较短？ 2. 同样(tngyng)速度的氢原子和银原子，哪种原子的德布罗意波长较短？第7页/共8页第八页，共9页。NoImage内容(nirng)总结会计学。光子说的结论是光子的动量p = h/c，电磁说的结论是辐射能为E的光子具有的动量是p = E/c。由于光子的能量E = h，所以，这两个学说得到的结论是一致的。式中p 是运动粒子的动量，h 是普朗克常量。