2.3光是波还是粒子
2.3 2.4光的波粒二象性1
光是波还是粒子
一、光具有波粒二象性 1、历史回顾 对光学的研究 17世纪明确形成 了两大对立学说
从很早就开始了…
由于波动说没有数学基 础以及牛顿的威望使得 微粒说一直占上风
牛 顿
微粒说
19世纪初证明了 波动说的正确性
惠更斯
波动说
19世纪末光电效应现象使得爱 因斯坦在20世纪初提出了光子 说：光具有粒子性
E mc h
h
波动性 （具有频率）
（具有波长）
光子的能量与光波的频率联系在一起 光子的动量与光波的波长联系在一起
h架起了粒子性与波动性之间的桥梁
二、光波是概率波
双缝
屏幕
光源S
光子在空间各点出现的概率，可以用波动规律来描述。 如单个光子通过双缝后的落点无法预测，但光子遵循的分 布规律可以预测，即产生干涉条纹，亮纹处光子到达的概 率大，暗纹处光子到达的概率小。
1、光波是表示光子传播的概率波
再探光双缝干涉实验 1）曝光时间短时照片清晰的显示了光的粒子性 短
曝 光 时 间 2）长时间照射底片上出现干涉条纹， 说明光子在空间各点出现的可能性的大 小可以用波动规律进行解释．
长 光波是一种概率波
2、波动性是光子本身的一种属性
当光源和感光胶片之间不可能同时有两个光子时，长时 间曝光得到的照片仍然和光源很强、曝光时间正常时一样， 说明光的波动性不是光子之间的相互作用引起的．
K
G
多晶 薄膜
Cs
屏 P
此后，人们相继证实了原子、 分子、中子等都具有波动性。
U
高压
2）电子双缝实验 1961年琼森将一束电子加速到50Kev，让其通过一缝 宽为a=0.510-6m，间隔为d=2.010-6m的双缝,当电子撞击 荧光屏时,发现了类似于双缝衍射实验结果.
2020年高中物理 第二章 波和粒子 2.3 光是波还是粒子课件 沪科版选修3-5
表明，如果曝光时间不太长，底片上出现__________；
如果曝光时间足够长，底片上出现__________．
自我·检测区
学案3
解析 在双缝干涉实验中，如果能使光子一个一个地通过
狭缝，则曝光时间短时，底片上只出现一些不规则分布的
点，不形成干涉特有的明暗相间的条纹，表现出光的粒子
本 学
性．点的分布看似不规则，但点在底片上各处出现的概率
学习·探究区
学案3
答案 对光的本性的认识史
学说 名称 微粒说 波动说
电磁说
波粒二
光子说
象性
本 学
代表 人物
牛顿
惠更斯
麦克斯韦 爱因斯坦
公认
案
栏 目 开 关
光的直
能 在 真 空 中 光 电 效 光既有波
实验 线传播、 光 的 干 传 播 ， 是 横 应 、 康 普 动现象，
依据 光 的 反 涉、衍射 波，光速等于
案 栏
却遵从双缝干涉实验中光强分布的规律，若曝光时间足够
目 开
长，底片上就出现如同强光短时间曝光一样规则的干涉条
关 纹．在干涉条纹中光波强度大的地方，也就是光子到达机
会多的地方，所以，从这种意义上，可以把显示波动性的
光看做表明光子运动规律的一种概率波．
答案 不规则分布的点 干涉图样
自我·检测区
学案3
是一种 概率 波．
学习·探究区
学案3
例 2 为了验证光的波粒二象性，在双缝干涉实验中将光
屏换成照相底片，并设法减弱光的强度，下列说法正
确的是
()
本 学
A．使光子一个一个地通过双缝干涉实验装置的单缝，
案
如果时间足够长，底片上将出现双缝干涉图样
光是粒子还是波是直线还是曲线传播
光是粒子还是波是直线还是曲线传播光既不是波，也不是粒子，它是物质存在的一种微观形式。
物质存在的微观形式有很多种，光只是其中一种，它既有波的性质，又有粒子的性质，或者说，它的行为既像波，又像粒子，具有波粒二象性。
光有衍射和折射，确实是波的属性；但光参与光电作用却确凿的证明光是粒子，它既似波又似粒子，我们就叫这做“波粒二象性”。
光是粒子还是波光既不是波，也不是粒子，它是物质存在的一种微观形式。
物质存在的微观形式有很多种，光只是其中一种，它既有波的性质，又有粒子的性质，或者说，它的行为既像波，又像粒子，具有波粒二象性。
光有衍射和折射，确实是波的属性；但光参与光电作用却确凿的证明光是粒子，它既似波又似粒子，我们就叫这做“波粒二象性”。
其实不只光，任何亚原子粒子，不论质子、中子、电子等等，在运动中都是既像波又像粒子，这些粒子在精密设计的实验中都能发生折射和衍射，而并非直线运动。
光有能量，当然也有质量，学物理的人都知道的。
你面前的显示器照着你，因为光有质量，你会被这些光产生的压力压迫(光压)，只不过它极其微小，你毫无知觉。
物体发光本来就会损失能量，等价于损失质量，这些能量(质量)被光带走了，如果加上这些光的质量，则完全符合质量守恒定律(其实也是能量守恒定律)。
光是直线还是曲线传播现实生活中，光在均一介质中是沿直线传播的，例如空气。
强调均一是因为像在经过刻意抛光的玻璃、水晶等宝石中光会发生折射和反射，这样就会改变光路。
至于广义相对论……你在现实中是看不到的，因为质量达到那个地步的物体大体可分为两类：黑洞（要是看到了就再也用不着思考了，在人反应过来之前就被吸进去了）还有就是巨大的星体（那么大不坐飞船是看不到全貌的）。
所以说就算现实中光是沿曲线传播的，也会因为和直线过于相近而被忽略。
还有一条最具权威的证据：目前为止中学物理书上说光是沿直线传播的！光是怎么形成的光的产生可以分为三类：第一类是热效应产生的光。
太阳光就是很好的例子，因为周围环境比太阳温度低，为了达到热平衡，太阳会一直以电磁波的形式释放能量，直到周围的温度和它一样。
2.3光是波还是粒子-沪科教版选修3-5教案
2.3 光是波还是粒子——沪科教版选修3-5教案
主要内容
本节课主要涉及以下几点内容：
1.光的波粒二象性
2.光子理论
3.应用实例：照相和激光
教学目标
1.了解光的波粒二象性
2.了解光子理论
3.能够通过照相和激光等应用实例深化理解
教学重点和难点
1.教学重点：光的波粒二象性的概念和光子理论的引入。
2.教学难点：光子理论的理解和应用实例的分析。
教学方法与手段
1.讲授法：教师通过课堂讲解，引导学生了解光的波粒二象性和光子理论；
2.实验法：通过照相和激光等实验，帮助学生加深对光的理解；
3.讨论法：引导学生分组讨论，通过讨论加深对光的理解。
教学过程
1.导入（5分钟）：让学生看一组照片，并讨论拍摄这组照片的光线是如何工作的。
2.理论提要（15分钟）：讲解光的波粒二象性，引入光子理论
3.实验演示（15分钟）：通过照相和激光等实验，帮助学生加深对光的理解
4.分组讨论（20分钟）：引导学生分组讨论，通过讨论加深对光的理解，梳
理光子理论的概念和应用。
5.总结（5分钟）：对本节课讲解的内容进行总结，并帮助学生梳理本节课的教学要点。
课堂作业
1.回顾本节课的内容，整理出自己对光的波粒二象性和光子理论的理解和应用实例的分析。
2.尝试使用光的波粒二象性和光子理论的知识，观察身边其他物体的光学特性。
参考文献
1.沪科教版选修3-5《光和光学现象》
2.倪光南、耿建华、秦涌、黄家钊. 大学物理（第2卷）, 高等教育出版社, 201
3.。
高中物理 第2章 波和粒子 2.3 光是波还是粒子课件 沪科选修35沪科高二选修35物理课件
A.光的色散和光的干涉
B.光的干涉和光的衍射(yǎnshè)
√C.泊松亮斑和光电效应
D.光的反射和光电效应
解析 光的干涉、衍射、泊松亮斑是光的波动性的证据，光电效应说明光 具有粒子性，光的反射和色散不能说明光具有波动性或粒子性，故选项C正 确.
1 2 3 45 第二十三页，共三十一页。
解析 答案
2.(对光的波粒二象性的认识)下列有关(yǒuguān)光的波粒二象性的说法中，正确 的是
解析 答案
内容 总结 (nèiróng)
2.3 光是波还是粒子。3.会用光的波粒二象性分析有关问题.。[导学探究] 人类对光的本性的认识的过程(guòchéng)中先后进行了 一系列实验，比如：。光是由一份一份光子组成的。(1)图像甲是曝光时间很短的情况，光点的分布有什么特点。答案 落在某些条形区
的，但概率最大的是落在中央亮纹处，可达95%以上，当然也可落在其他亮纹
处，还可能落在暗纹处，不过(bùguò)，落在暗纹处的概率很小，故C、D选项
正确.
第二十一页，共三十一页。
解析 答案(dá
达标 检测 (dá biāo)
第二十二页，共三十一页。
1.(对光的波粒二象性的认识)下列各组现象能说明光具有波粒二象性的是
第十七页，共三十一页。
解析 答案
二、对概率(gàilǜ)波的理解
1.单个粒子运动的偶然性：我们可以知道粒子落在某点的概率，但不能预言粒子 落在什么位置(wèi zhi)，即粒子到达什么位置(wèi zhi)是随机的，是预先不能确定的. 2.大量粒子运动的必然性：由波动规律我们可以准确地知道大量粒子运动时的统 计规律，因此我们可以对宏观现象进行预言. 3.概率波体现了波粒二象性的和谐统一：概率波的主体是光子、实物粒子，体现了粒
高中物理第2章波和粒子2.3光是波还是粒子2.4实物是粒子还是波课件沪科版选修3-5
[核心点击] 1.光的粒子性的含义 粒子的含义是“不连续”“一份一份”的，光的粒子即光子，不同于宏观概 念的粒子，但也具有动量和能量. (1)当光同物质发生作用时，表现出粒子的性质. (2)少量或个别光子易显示出光的粒子性. (3)频率高，波长短的光，粒子性特征显著.
1.关于光的本性，下列说法中正确的是 ( ) A.关于光的本性，牛顿提出“微粒说”.惠更斯提出“波动说”，爱因斯坦 提出“光子说”，它们都说明了光的本性 B.光具有波粒二象性是指：既可以把光看成宏观概念上的波，也可以看成微 观概念上的粒子 C.光的干涉、衍射现象说明光具有波动性 D.光电效应说明光具有粒子性 E.波粒二象性是光的属性
宏观物体波动性的三点提醒 (1)一切运动着的物体都具有波动性，宏观物体观察不到其波动性，但并不否 定其波动性. (2)要注意大量光子、个别光子、宏观物体、微观粒子等相关概念的区别. (3)在宏观世界中，波与粒子是对立的概念；在微观世界中，波与粒子可以统 一.
不确定性关系
[先填空]
1.在微观世界中，在对粒子位置和动量进行测量时，精确度存在一 个 基本极限，不可能 同时准确地知道粒子的 位置 和 动量 .
知
知ห้องสมุดไป่ตู้
识
识
点
点
一
三
2.3 光是波还是粒子
2.4 实物是粒子还是波
学
知
业
识
分
点
层
二
测
评
学习目标
1.理解光既具有波动性又有粒子性的观点， 知道光是一种概率波.(重点) 2.理解实物粒子和光一样都具有波粒二象 性，知道德布罗意波，会计算其波长.(重 点) 3.会从能量、动量、波长、频率的角度分 析波和粒子之间的联系.(难点) 4.了解不确定关系的概念和相关计算.(难 点)
高中物理第2章-波和粒子 2.3 光是波还是粒子 2.4实物是粒子还是波学业分层测评-沪科版选修
2.3 光是波还是粒子 2.4实物是粒子还是波(建议用时：45分钟)[学业达标]1.关于光的波粒二象性的说法中，正确的是( ) A.一束传播的光，有的光是波，有的光是粒子B.光子与电子是同样的一种粒子，光波与机械波是同样的一种波C.当光和物质相互作用时表现出粒子性D.光在传播过程中表现出波动性E.光是一种波，同时也是一种粒子，光子说并未否定电磁说，在光子能量ε＝h ν中，频率ν仍表示的是波的特性【解析】 光是一种波，同时也是一种粒子，光具有波粒二象性，A 错误；当光和物质作用时，是“一份一份”的，表现出粒子性，光的干涉、衍射又说明光是一种波，光既不同于宏观的粒子，也不同于宏观的波，B 错误，C 、D 正确；光具有波粒二象性，光的波动性与粒子性不是独立的，由公式ε＝h ν可以看出二者是有联系的.光的粒子性并没有否定光的波动性，E 正确.【答案】 CDE2.下列说法正确的是 ( ) A.概率波就是机械波 B.物质波是一种概率波C.概率波和机械波的本质是一样的，都能发生干涉和衍射现象D.在光的双缝干涉实验中，若有一个光子，则无法定这个光子落在哪个点上E.光波是一种概率波【解析】 机械波是振动在介质中的传播，而概率波是粒子所到达区域的机率大小可以通过波动的规律来确定，故其本质不同.A 、C 错，B 对；由于光是一种概率波，光子落在哪个点上不能确定，D 、E 对.【答案】 BDE3.关于物质波，下列说法正确的是( ) A.速度相等的电子和质子，电子的波长长 B.动能相等的电子和质子，电子的波长长 C.动量相等的电子和中子，中子的波长短D.甲电子速度是乙电子的3倍，甲电子的波长也是乙电子的3倍E.动量相等的粒子，其波长也相等【解析】 由λ＝hp可知，动量大的粒子的波长短，电子与质子的速度相等时，电子动量小，波长长，选项A 正确；电子与质子动能相等时，由动量与动能的关系式p ＝2mE k 可知，电子的动量小，波长长，选项B 正确；动量相等的电子与中子，其波长应相等，选项C 错误E 正确；如果甲、乙两电子的速度远小于光速，甲的速度是乙的三倍，则甲的波长应是乙的13，选项D 错误.【答案】 ABE4.关于物质波，下列认识正确的是 ( )A.任何运动的物体(质点)都对应一种波，这种波叫物质波B.X 射线的衍射实验证实了物质波假说是正确的C.电子的衍射实验证实了物质波假说是正确的D.宏观物体尽管可以看成物质波，但无法观察到其干涉、衍射等现象E.最早提出物质波的是牛顿【解析】 由德布罗意假说可判断选项A 正确；X 射线的衍射实验证实了X 射线是波长很短的电磁波，故选项B 错误；电子的衍射实验证实了电子具有波动性，故选项C 正确；宏观物体对应的物质波的波长极短，实验室无法进行实验，选项D 正确，物质波由德布罗意提出，E 错误.【答案】 ACD5.在单缝衍射实验中，中央亮纹的光强占从单缝射入的整个光强的95%以上.假设现在只让一个光子能通过单缝，那么该光子( )A.一定落在中央亮纹处B.一定落在亮纹处C.可能落在亮纹处D.可能落在暗纹处E.落在中央亮纹处的可能性最大【解析】 根据光的概率波的概念，对于一个光子通过单缝落在何处，是不可确定的，但概率最大的是落在中央亮纹处，可达95%以上.当然也可能落在其他亮纹处，还可能落在暗纹处，只不过落在暗处的概率很小而已，故只有C 、D 、E 正确.【答案】 CDE6.关于经典波的特征，下列说法正确的是( ) A.具有一定的频率，但没有固定的波长 B.具有一定的波长，但没有固定的频率 C.既具有一定的频率，也具有固定的波长 D.同时还具有周期性 E.在空间是弥散开来的【解析】根据经典波的定义和特点进行分析可以得到C、D、E正确.【答案】CDE7.在单缝衍射实验中，从微观粒子运动的不确定关系可知( )【导学号：67080020】A.不可能准确地知道单个粒子的运动情况B.缝越窄，粒子位置的不确定性越大C.缝越宽，粒子位置的不确定性越大D.缝越窄，粒子动量的不确定性越大E.缝越宽，粒子动量的不确定性越大【解析】由不确定性关系ΔxΔp x≥h4π知缝宽时，位置不确定性越大，则动量的不确定性越小，反之亦然，因此选项A、C、D正确.【答案】ACD8.1927年戴维孙和革末完成了电子衍射实验，该实验是荣获诺贝尔奖的重大近代物理实验之一.如图231所示的是该实验装置的简化图，下列说法正确的是( )图231A.亮条纹是电子到达概率大的地方B.该实验说明物质波理论是正确的C.该实验再次说明光子具有波动性D.该实验说明实物粒子具有波动性E.该实验说明电子的运动可以用轨迹来描述【解析】亮条纹是电子到达概率大的地方，该实验说明物质波理论是正确的及实物粒子具有波动性，该实验不能说明光子具有波动性，选项C、E说法不正确.【答案】ABD9.对于微观粒子的运动，下列说法中不正确的是( )A.不受外力作用时光子就会做匀速运动B.光子受到恒定外力作用时就会做匀变速运动C.只要知道电子的初速度和所受外力，就可以确定其任意时刻的速度D.运用牛顿力学无法确定微观粒子的运动规律E.微观粒子具有波动性【解析】光子不同于宏观力学的粒子，不能用宏观粒子的牛顿力学规律分析光子的运动，选项A、B错误；根据概率波、不确定关系可知，选项C错误.【答案】 ABC[能力提升]10.下表列出了几种不同物体在某种速度下的德布罗意波波长和频率为1MHz 的无线电波的波长，由表中数据可知 ( )A.B.无线电波通常情况下只表现出波动性 C.电子照射到金属晶体上能观察到波动性 D.只有可见光才有波动性 E.只有无线电波才有波动性【解析】 弹子球的波长很小，所以要检测弹子球的波动性几乎不可能，故选项A 正确.无线电波的波长很长，波动性明显，所以选项B 正确.电子的波长与金属晶格的尺寸相差不大，能发生明显的衍射现象，所以选项C 正确.一切运动的物体都具有波动性，所以选项D 、E 错误.【答案】 ABC11.从衍射的规律可以知道，狭缝越窄，屏上中央亮条纹就越宽，由不确定性关系式Δx Δp x ≥h4π可知更窄的狭缝可以更准确地测得粒子的________，但粒子________的不确定性却更大了【解析】 由Δx Δp x ≥h4π，狭缝变小了，即Δx 减小了，Δp 变大，即动量的不确定性变大.【答案】 位置 动量12.一辆摩托车以20 m/s 的速度向墙冲去，车身和人共重100 kg ，求车撞墙时的不确定范围.【解析】 根据不确定关系Δx Δp x ≥h4π得：Δx ≥h4πΔp x ＝ 6.63×10－344×3.14×100×20m≈2.64×10－38m.【答案】 Δx ≥2.64×10－38m13.氦氖激光器所发红光波长为λ＝6.238×10－7m ，谱线宽度Δλ＝10－18m ，求当这种光子沿x 方向传播时，它的x 坐标的不确定量多大？【解析】 红光光子动量的不确定量为Δp x ＝hΔλ根据Δx Δp x ≥h4π得位置的不确定量为：Δx ≥h4πΔp x ＝Δλ4π＝10－184×3.14 m≈7.96×10－20m.【答案】 大于或等于7.96×10－20m。
光的双重性波动还是粒子
光的双重性波动还是粒子光作为一种电磁波，具有双重性质，既可以表现为波动，又可以表现为粒子。
这一独特的性质在量子力学中被称为波粒二象性，是现代物理学中的一个重要概念。
关于光的双重性质，曾引发了许多科学家的争论和思考，也推动了人类对微观世界的探索。
在本文中，我们将探讨光的双重性质，即光到底是波动还是粒子，以及这一现象背后的物理原理和实验现象。
光的波动性最早关于光的理论是波动理论，由欧洲科学家亚里士多德和后来的伽利略、胡克等人提出。
根据波动理论，光是一种传播在空间中的波动，可以通过反射、折射和干涉等现象来解释光的传播和行为。
其中著名的哈耳-杨实验证明了光具有干涉现象，进一步支持了光波动性的观点。
光的粒子性然而，随着物理学的发展，爱因斯坦在20世纪初提出了光量子假说，即光在某些情况下可以看作是由一连串能量固定、数量为整数倍的光子组成的粒子。
这一观点在解释光电效应等实验现象时得到了很好的验证，并奠定了现代量子力学的基础。
著名的幻境双缝实验更进一步证实了光的粒子性质。
波粒二象性随着实验技术和理论研究的不断深入，科学家们逐渐意识到光既具有波动性质，又具有粒子性质，并提出了波粒二象性的概念。
根据量子力学理论，所有微观粒子（如电子、光子等）都具有这种双重性质，在不同实验条件下会呈现出不同的行为。
薛定谔方程等数学工具被用来描述这种奇特的现象。
实验验证近年来，随着实验技术水平的提高，科学家们对光粒子性质进行了更深入的研究和验证。
例如，在冷原子实验中观察到了单个光子的运动轨迹；在量子点材料中通过操纵能级结构实现了单个光子发射和操控；在量子信息领域开展了超导量子比特与微泡共振器相互作用等实验。
这些实验证明了光具有明显的粒子性质。
结论综上所述，在当代物理学领域，人们普遍认为光既具有波动性质，又具有粒子性质。
这种波粒二象性不仅适用于光，也适用于其他微观粒子，在描述微观世界中起着重要作用。
对于光到底是波动还是粒子的问题，并没有简单直接的答案，而是需要通过实验验证和理论推导来揭示其真相。
2.3光是波还是粒子
2.3光是波还是粒子教案陈仓区虢镇中学王宗兵【知识与技能】（1）知道光既具有波动性又有粒子性。
（2）了解光是一种概率波。
【过程与方法】（1）通过光的有关现象了解和理解光的本——波粒二象性。
（2）通过特殊的两个实验理解光的波动性与粒子性的统一。
【情感、态度与价值观】（1）培养全面、辩证地认识事物，体会人类的直接经验是有限的，一个学说的正确性不能以是否与直接经验一致为依据，它最终要靠实践的检验。
（2）通过人类对光的本性的认识过程，了解到人类对于自然现象的认识是螺旋式上升的，科学理论是在不断发现新的现象、探索新的规律中发展和完善的。
【教学重点】（1）理解光的波粒二象性；（2）理解概率波的概念【教学难点】（1）对光的波粒二象性的理解．（2）对概率波模型的理解。
【教学方法】启发式讲授、阅读自学【教学过程】有位记者曾向英国物理学家，诺贝尔奖获得者布拉格请教：光到底是波还是粒子？布拉格幽默的答道：“星期一、三、五它是波，星期二、四、六它是粒子，星期天物理学家休息。
”你对这个问题是怎样理解的呢？如果让你回答，你会怎样告诉记者？1、光的什么现象说明光具有波动性？光的干涉、光的衍射和偏振现象2、光的什么现象说明光具有波动性？光电效应和康普顿效应3、理论和实验都表明：光具有波粒二象性实验观测的结果：实验中大量光子表现出波动性，而个别光子表现出粒子性。
其实光(包括其它电磁辐射)同时具有波动性和粒子性，也就说光具有波和粒子的双重属性。
现代物理对“光是什么”的回答是：光是波，同时也是粒子，光具有波粒二象性。
爱因斯坦光子说中光子能量E=hν以及动量p= hλ中，能量和动量反映的是实物粒子的属性，而频率和波长反映的是波的属性。
也就说爱因斯坦光子说认为光的粒子性和波动性是统一的，不是对立而不可调和的。
我们设法把光的强度控制的非常微弱，即让光子一个一个的通过单缝，再通过双缝，并用感光底片接收光子。
实验时在曝光时间不同的情况下，底片的感光情况如下：根据实验结果，科学家们给出了这样的解释：单个光子从单缝过去后从双缝的哪一个缝通过，这是随机的，最后打在底片的什么位置也是随机的，但大量的光子打在底片上的位置却有一定的规律——亮条纹处光子到达的概率大，暗条纹处光子出现的概率小。
光是波还是粒子的争论的故事
光是波还是粒子的争论的故事在物理学领域中，光的本质究竟是波还是粒子，一直以来都是一个备受争议的话题。
这个争论的故事从17世纪的牛顿与胡克开始。
牛顿是第一个提出光是粒子说的科学家。
他通过实验发现，光在折射、反射、干涉等现象中表现出粒子的特性，这一观点得到了很多人的认同。
然而，胡克站在波动说的立场上提出了他的反驳。
胡克认为，光是波动的结果。
他通过实验观察到光具有干涉和衍射的现象，这些现象都是波动理论所能够解释的。
他的观点引起了其他科学家的关注，并且逐渐得到了更多的支持。
随着科学的发展，光的波粒二象性逐渐被人们接受。
爱因斯坦在20世纪初提出了光的粒子说与波动说相统一的理论，即光量子说。
他认为光既可以被看作是粒子也可以被看作是波，取决于具体的实验和观察条件。
这一理论为解决光是波还是粒子的争论提供了更加深入的理解。
随后，量子力学的出现进一步强化了光的波粒二象性的观念。
量子力学表明，在光与物质相互作用的过程中，无论是光的干涉还是光的光电效应，都需要同时考虑光的波动和粒子性质才能得到正确的解释。
尽管如今人们对于光的本质已经有了更加深入的了解，但是光是波还是粒子的争论并没有终结。
这个问题仍然是一个挑战，有待进一步的研究和实验来解决。
总结起来，光是波还是粒子的争论是一个源远流长的科学问题。
从牛顿和胡克的争论到现代量子力学的发展，人们对于光的本质有了更加深入的认识。
然而，这个问题的答案可能还没有最终的确定，需要更多的研究和实验证据来解决。
光的波粒二象性让我们对于宇宙的奥秘充满了无尽的好奇与探索。
高中物理 第2章 波和粒子 3 光是波还是粒子课件 沪教版选修3-5
3．现象与本质：光的干涉和衍射现象表明光是一种 ____波______，光电效应和康普顿效应表明光同时也是一种 ___粒__子______．光的波动性与粒子性是统一的．只有承认光 的___波__粒__二__象___性，才是对光的本性最全面的认识．
的 波
性，而少量光子易显示粒 性，E＝hν＝hλc中，ν 和 λ
子性； 粒
就是波的概念；
二 (2)波长长(频率低)的光波 (2)波和粒子在宏观世界
象 动性强，而波长短(频率 是不能统一的，而在微观
高)的光粒子性强 性
世界却是统一的
休息时间到啦
同学们，下课休息十分钟。现在是休息时间，你们休息一 看看远处，要保护好眼睛哦~站起来动一动，久坐对身体
对光的波粒二象性的理解
实验
表现
说明
基础
(1)光是一种概率波，即
(1)光的波ห้องสมุดไป่ตู้性是光
光
光子在空间各点出现
子本身的一种属性，
的
的可能性大小(概率)可
干涉和
不是光子之间相互
波
用波动规律来描述；
衍射
作用产生的；
动
(2)足够数量的光子在
(2)光的波动性不同
性
传播时，表现出波的性
于宏观观念的波
质
实验
表现
说明
[解析] 光的波动性指大量光子在空间各点出现的可能性 的大小可以用波动规律来描述，不是惠更斯的波动说中宏 观意义下的机械波，光的粒子性是指光的能量是一份一份 的，每一份是一个光子，不是牛顿微粒说中的经典微粒．某 现象说明光具有波动性，是指波动理论能解释这一现象； 某现象说明光具有粒子性，是指能用粒子说解释这个现 象．要区分说法和物理史实与波粒二象性之间的关系．选 项 C 正确、选项 A、B、D 错误． [答案] C
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b. 存在截止频率c
经研究后发现：
对于每种金属， 都相应确定的截
止频率c 。
•当入射光频率
> c 时，电
子才能逸出金 属表面；
•当入射光频率 < c时，无论光强多大也无电
子逸出金属表面。
(3) 具有瞬时性
A
阳极
V
阴极
K
G
实验结果：即使入射光的强度 非常微弱，只要入射光频率大 于被照金属的极限频率，电流 表指针也几乎是随着入射光照 射就立即偏转。
3、康普顿散射的实验装置与规律：
X 射线管
晶体
光阑
散射波长
0
j探Βιβλιοθήκη 测器石墨体 (散射物质)
X 射线谱仪
康 普 顿 效 应
康普顿,1927年获诺贝尔物理学奖
(1892-1962)美国物理学家
1、一束黄光照射某金属表面时，不能产生光 电效应，则下列措施中可能使该金属产生光电 效应的是( D ) A.延长光照时间 B.增大光束的强度 C.换用红光照射 D.换用紫光照射
四、康普顿效应
1、光的散射 光在介质中与物质微粒相互作用,因而传播方 向发生改变,这种现象叫做光的散射
2、康普顿效应
1923年康普顿在做 X 射线通过物质散射的
实验时，发现散射线中除有与入射线波长相同 的射线外，还有比入射线波长更长的射线，其 波长的改变量与散射角有关，而与入射线波长 和散射物质都无关。
Ub Ua
O
U
(2) 存在遏止电压和截止频率 a.存在遏止电压UC
1 2
me vc2
eU c
实验表明:对于一定颜色(频率) 的光, 无论光的强弱如何,遏止
电压是一样的. 光的频率 改变
是，遏止电压也会改变。Z x xk
阴极
A
K
阳极
G
V
光电子的最大初动能只与入射光的频率有关， 与入射光的强弱无关。
人教版选修3-5
第十七章 波粒二象性
第二节 光的粒子性
一、什么是光电效应
当光线照射在金属表面时，金属中有电子 逸出的现象，称为光电效应。逸出的电子称为 光电子。
光电子定向移动形成的电流叫光电流
二、光电效应实验规 律（1）存在饱和电流
光照不变，增大UAK，G表中电流 达到某一值后不再增大，即达到 饱和值。
量子后来被称为光子。
E h
爱因斯坦的光子说
1、光子：
2、爱因斯坦的光电效应方程
一个电子吸收一个光子的能量hν后，一部分能 量用来克服金属的逸出功W0，剩下的表现为逸 出后电子的初动能Ek，即：
h Ek W0
或 Ek h W0
Ek
1 2
mevc2
——光电子最大初动能
W0
——金属的逸出功
一
光电子所受电场力方向与光电子 一
速度方向相反，光电子作减速运 一
动。若
一
1 2
mevc2
eU c
一 一
E v
－
F
E
则I=0，式中UC为遏止电压
速率最大的是vc 最大的初动能
(2) 存在遏止电压和截止频率
A
阳极
V
阴极
K
G
光电效应伏安特性曲线
饱 和 电
I
黄光（ 强）
流
遏 止
Is
兰光
电
压
黄光（ 弱）
2、关于光子说的基本内容有以下几点，不正确 的是( B )
A.在空间传播的光是不连续的，而是一份一份 的，每一份叫一个光子
B.光是具有质量、能量和体积的物质微粒子
C.光子的能量跟它的频率成正比
D.光子客观并不存在，而是人为假设的
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因为光照条件一定时，K发射的 电子数目一定。Zx xk
A
阳极
V
阴极
K
G
实验表明：
入射光越强，饱和电流越大，单位时间内发射的光 电子数越多。
(2) 存在遏止电压和截止频率
a.存在遏止电压UC ：使光电流减小到零的反向电压
++++++
U=0时，I≠0， 因为电子有初速度 A
UK
加反向电压，如右图所示：
更精确的研究推知，光电子发 射所经过的时间不超过10－9 秒 （这个现象一般称作“光电子 的瞬时发射”）。
光电效应在极短的时间内完成
三、爱因斯坦的光电效应方程
爱因斯坦从普朗克的能量子说中得到了启 发，他提出：
1、光子：
光本身就是由一个个不可分 割的能量子组成的，频率为ν 的光的能量子为hν。这些能