光的波粒二象性學習教案

1、會計學1光的波粒二象性光的波粒二象性第一頁，共9頁。光的干涉、衍射和偏振等現(xiàn)象表明光具有波動性，而光電效應(yīng)等現(xiàn)象又無可爭辯地表明光是具有能量的光子(gungz)流，即光具有粒子性。這樣，已經(jīng)退出歷史舞臺的光的微粒說，在20世紀初又以新的形式被重新提了出來?，F(xiàn)在人們認識(rn shi)到，光既具有波動性又具有粒子性，即光具有波粒二象性。 一、光的波粒二象性第1頁/共8頁第二頁，共9頁。沒有任何宏觀物體既具有波動性，又具有粒子性，對于宏觀物體來說，波粒二象性是難以想象的。但是，對于光子這樣的微觀粒子，卻只有從波粒二象性出發(fā)，才能說明它的各種行為。實際上，愛因斯坦的光子說并沒有否定光的電磁說，光子能

2、量E = h, 其中的頻率表示的仍是波的特性。此外，光子說和電磁說都可以推導(dǎo)出光具有動量(dngling)，并且為實驗所證實。光子說的結(jié)論是光子的動量(dngling)p = h/c，電磁說的結(jié)論是輻射能為E的光子具有的動量(dngling)是p = E/c。由于光子的能量E = h，所以，這兩個學說得到的結(jié)論是一致的?？梢? 對于宏觀物體來說完全對立的粒子性和波動性，在微觀世界卻完美地統(tǒng)一體現(xiàn)在微觀粒子身上，這是一個必須承認的事實。第2頁/共8頁第三頁，共9頁。在光的雙縫干涉實驗中，在光屏處放上照相底片，并設(shè)法減弱光子流的強度，直到使光子只能一個一個地通過狹縫。實驗表明，如果(rgu)曝光時

3、間不太長，底片上只出現(xiàn)一些無規(guī)則分布的點子，這些點子是光子打在底片上形成的，表現(xiàn)出光的粒子性，這些點子的分布是無規(guī)則的。但是，如果(rgu)曝光時間足夠長，底片上就出現(xiàn)了規(guī)則的干涉條紋，就像用強光經(jīng)短時間曝光后產(chǎn)生的結(jié)果一樣。可見，光的波動性是大量光子表現(xiàn)出來的現(xiàn)象。在干涉條紋中，那些光波強度大的地方也就是光子到達的概率多的地方；光波強度小的地方也就是光子到達的概率小的地方。所以，從這種意義上講，可以把光的波動性看作是表明大量光子運動規(guī)律的一種概率波。第3頁/共8頁第四頁，共9頁。從微粒說到光量子說，這個漫長的過程就是對光的本質(zhì)辯證地否定(fudng)的過程。這些假說模型經(jīng)過一次次辯證地否定(

4、fudng)，最后就越來越接近光的真實面目了。第4頁/共8頁第五頁，共9頁。 二、物質(zhì)波 在光的波粒二象性的啟發(fā)下，德國物理學家德布羅意（1892-1987）利用比較和綜合的方法，于1924年大膽提出：任何一個運動的粒子（像電子、質(zhì)子(zhz)、中子等）都有一種與它對應(yīng)的波，其波長為ph 式中p 是運動粒子的動量(dngling)，h 是普朗克常量。人們把這種波叫做物質(zhì)波，也叫做德布羅意波。第5頁/共8頁第六頁，共9頁。 物質(zhì)波的發(fā)現(xiàn)(fxin)很快就在技術(shù)中得到重要的應(yīng)用。下圖的電子顯微鏡就是一個突出的例子。第6頁/共8頁第七頁，共9頁。 練 習 1. 電子(dinz)甲的速度是電子(dinz)乙的速度的2倍，哪個電子(dinz)的德布羅意波長較短？ 2. 同樣(tngyng)速度的氫原子和銀原子，哪種原子的德布羅意波長較短？第7頁/共8頁第八頁，共9頁。NoImage內(nèi)容(nirng)總結(jié)會計學。光子說的結(jié)論是光子的動量p = h/c，電磁說的結(jié)論是輻射能為E的光子具有的動量是p = E/c。由于光子的能量E = h，所以，這兩個學說得到的結(jié)論是一致的。式中p 是運動粒子的動量，h 是普朗克常量。