光的波粒二象性和本质
光的波粒二象性和本质
光的波粒二象性和本质光是什么？牛顿说：“光是由光源发射出来的大量球形物质微粒组成的”. 说‘光和物质波有波动的特性’是因为‘它们都是概率波’纯属牵强附会。
因为不管是宏观物体还是光和其它微观粒子，它们“单个”出现时仍旧有“波长和频率”这两种波动的因素存在，这与所谓“概率”毫不相干。
－部分人将牛顿的粒子说曲解为“光粒子如同水和空气－样传播机械波”，那错得太离谙。
人们之所以不敢相信光是－种物质微粒，就是因为不能解释粒子产生波动的真正原因，没有见到过物体（粒子）会上下或左右颤动着前进。
当－片树叶在空中飘落时我们可以看到，树叶沿同－方向旋转着落向地面，形成螺旋形运动轨迹。
自然界中各种天体、龙卷风、水漩涡、堕落的物体、飞行的子弹、飞盘等，它们在自转的同时还在做位移运动，其中还包含偏振运动（振动或左右摆动），形成“不太规则”的螺旋形轨迹。
而光粒子在做直线运动和自转运动的同时，还在做偏振运动，三种运动状态相互叠加，形成规则的螺旋形运动轨迹。
唯有螺旋运动才能解释“德布罗意波”现象中单个物体仍具有波动的特性。
自然界中旋转的物体自转越快能量越高，光粒子同样如此，自转越快，频率越高，能量越高。
“－个正电子与－个负电子相遇产生－个光子（产生两三个光子时相遇的不止－对电子）; －个高能光子和－个重原子核作用时, 光子可以转化为－个正电子和－个负电子, 并且正负电荷总是成对消失和出现”. 说明所谓“光子”就是由－个正电子和－个负电子构成的光粒子——电子对. 它的质量是1.82×10ˉ³º千克, 电子对质量极小, 却靠－个正电荷和－个负电荷之间的电磁力结合在－起, 是结合最牢固最不容易被分解的“组合粒子”。
电子对产生1次偏振恰好自转1周，1秒之内自转周数就是它的频率，自转1周的位移距离就是波长，自转1周的能量是0.6626×10ˉ³³焦耳。
电子对能量越高，频率越高，波长越短。
量子力学光的波粒二象性
量子力学光的波粒二象性量子力学是现代物理学中一门重要的学科，它描述了微观世界的行为。
在量子力学中，光被视为一种粒子和波的双重性质，这被称为光的波粒二象性。
本文将详细探讨光的波粒二象性的原理和实验验证，以及在实际应用中的重要意义。
首先，光的波动性是指光可以表现出波动的特性，例如干涉、衍射等现象。
这一观点最早由诺贝尔物理学家马克斯·普朗克和爱因斯坦提出，他们认为光是由一系列具有固定能量的离散能量包（即光子）组成的。
现代量子力学进一步发展了这一观点，将光的波动性描述为一种波函数的概率幅，这种波函数反映了光在空间和时间上的分布。
通过使用波函数的数学形式，科学家可以预测和解释光的各种波动现象，如干涉和衍射。
其次，光的粒子性是指光以离散的粒子形式向前传播，这些粒子被称为光子。
光子具有能量和动量，它们遵循著名的能量-动量关系E=hf，其中h是普朗克常数，f是光的频率。
这意味着光子的能量是离散的，且与其频率成正比。
当光子与物质相互作用时，它们可以被吸收或发射，这对于研究光与物质的相互作用非常关键。
为了验证光的波粒二象性，科学家进行了一系列的实验。
其中最著名的实验之一是杨氏干涉实验。
杨氏干涉实验通过将单一光源分成两束，并让它们经过一系列狭缝进行干涉。
当光通过狭缝时，它们被扩展成波动的形式，然后重新合并形成干涉图案。
这一实验结果表明光具有波动性，因为它们产生了明暗相间的干涉条纹。
另一个验证光的波粒二象性的实验是电子衍射实验。
在这个实验中，电子被发射到一个具有固定间距的晶体上。
通过观察到电子在晶体上产生衍射图案，科学家确认了电子的波动性。
这一实验结果后来也被应用到其他粒子，如中子和原子上，进一步验证了物质的波动性。
光的波粒二象性在现代科学和技术领域中具有重大意义。
首先，光的波动性使我们能够了解光的传播方式和各种波动现象的产生。
这对于解释和预测光的行为非常关键，并且在光学领域的实际应用中扮演着重要的角色，如激光技术和光纤通信。
光的波粒二象性
光的波粒二象性引言作为一种最基本的物理现象之一，光的波粒二象性是我们在学习光学和电磁学时必须掌握的概念。
虽然这个概念可能有点抽象，但是对于理解光的行为和性质有着至关重要的作用。
在本文中，我们将会介绍什么是光的波粒二象性以及它的应用。
光的波粒二象性是什么？根据物理学家的研究，光既可以表现为波动的形式，也可以表现为粒子的形式。
这个概念被称为光的波粒二象性。
在不同的情况下，光可以表现出不同的行为。
光的波动性质当光与一些物质相互作用时，它会表现出波动的特征。
这种波动特征可以通过计算光的频率和波长来描述。
当光经过一定的介质时，如水、空气或玻璃，它的速度会发生改变。
这种速度改变称为光的折射。
另一种表现光波动特征的现象是干涉。
当两个光波相遇时，它们会互相干涉并产生一些特定的模式，比如相长干涉和相消干涉。
这种干涉现象可以用于工业、医学等领域中的各种应用中。
光的粒子性质尽管光在很多方面表现出了波动特征，但在其他情况下它也可以表现为粒子。
当光与物质相互作用时，它会表现出一些粒子特性，比如经典物理学中的动量和能量，以及量子物理学中的光子。
有许多实验可以展示光的粒子组成，其中红外光说发表了许多重要的观点和成果。
例如，通过研究光与物质的相互作用，物理学家可以使用光谱分析来识别模拟。
此外，粒子物理学家还利用光子来研究人造粒子的性质。
光的波粒二象性的应用由于光的波粒二象性，光在许多实际应用中都具有广泛的应用。
以下是一些光的波动和粒子属性的应用：波动性质应用1. 太阳能太阳能是一种利用太阳的日光转换为电能的方法。
这种方法的核心是利用光波动的性质来将阳光转化为电能。
太阳能电池利用半导体材料来吸收光能，将光能转化为电子。
随后，这些电子可以通过电路转化为电力。
2. 卫星通信现代通信要依靠高速、可靠的数据传输。
卫星通信利用微波通过卫星传输数据来实现。
由于微波可以在大气层中传递，因此可以在全球范围内提供通信服务。
这种通信方法的核心是利用微波的波动性质。
第四章 第3节 光的波粒二象性
解析：光既具有粒子性，又具有波动性，大量的光子波动性比 较明显，个别光子的粒子性比较明显，故 A 正确；在光的波 粒二象性中，频率越大的光其粒子性越显著，频率越小的光其 波动性越显著，故 B 正确；光在传播时往往表现出波动性， 光在跟物质相互作用时往往表现出粒子性，故 C 正确；光的 波粒二象性是指光有时表现为波动性，有时表现为粒子性，二 者是统一的，故 D 错误。 答案： D
2．下面关于光的波粒二象性的说法中，不正确的是 ( ) A．大量光子产生的效果往往显示出波动性，个别光子产 生的效果往往显示出粒子性 B．频率越大的光其粒子性越显著，频率越小的光其波动 性越显著 C．光在传播时往往表现出波动性，光在跟物质相互作用 时往往表现出粒子性 D．光不可能同时既具有波动性，又具有粒子性
对康普顿效应的理解
[例 1] 康普顿研究 X 射线经物质散射的实验，进一步证 实了爱因斯坦的光子概念。康普顿让一束 X 射线投射到一块 石墨上发生散射，测定不同散射方向上 X 射线的波长情况。 结果在散射的各个方向上测到了波长比原来更长的 X 射线。 这种改变波长的散射实验被称为康普顿效应。试用光子的概念 和能量守恒的概念解释这种波长变长的现象。
磁波 份 光 子 既有波动性又 组成的 有粒子性
2．对光的波粒二象性的理解
实验基础
表现说明Βιβλιοθήκη 1.光是一种概率波，即 1.光的波动性是光子 光子在空间各点出现的 本身的一种属性，不
光的波 干涉和 可能性大小(概率)可用 是光子之间相互作
动性 衍射
波动规律来描述。
用产生的。
2．足够能量的光在传播 2．光的波动性不同 时，表现出波的性质。 于宏观观念的波。
光的粒 子性
光电效 应、康普
顿效应
高中物理第二章波粒二象性第三、四节光的波粒二象性课
康普顿效应
(1)早在 1920 年以前，人们就已经发现，用 X 射线照 射物体时，一部分散发出来的 X 射线的波长会变长，这 个现象称为康普顿效应． 按照光的电磁理论， 光波波长在 散射前后应该不变，光的电磁理论再次遇到了困难．
(2)康普顿效应揭示了光具有粒子性．爱因斯坦进一 h p＝ ．式中 λ 为光波的波长． 步提出光子的动量为：______ λ (3)康普顿效应再次证明了爱因斯坦光子假说的正确 性． 它不仅证明了光子具有能量， 同时还证明了光子具有 动量．
【典例 1】 求波长为 0.35 nm 的 X 射线光子的能量 和动量大小(h＝6.63×10－34 J· s)． 解析：波长为 0.35 nm 的 X 射线光子的能量为 hc ε＝hν＝ λ ＝ 6.63×10－34×3×108 0.35×10－9 J＝5.68×10－16 J.
波长为 0.35 nm 的 X 射线光子的动量为
答案：发生碰撞
知识点二 提炼知识
光的波粒二象性
1．光的波粒二象性的本质． (1)光的干涉和衍射实验表明，光是一种电磁波，具 有波动性；光电效应和康普顿效应则表明，光在与物体 相互作用时，是以一个个光子的形式出现的，具有粒子 性．
(2)双缝干涉实验中每次穿过双缝的只有一个光子， 它不可能跟其他光子产生干涉．但光的干涉还是发生 了．可见，波动性是每一个光子的属性．光既有粒子性， 又有波动性，单独使用波或粒子都无法完整地描述光的 所有性质．这种性质叫作光的波粒二象性．
光是一群 光是一种 弹性粒子 机械波
光是 一种 电磁 波
光是 由一 份一 份光 子组 成的
光是具 有电磁 本性的 物质， 既有波 动性又 有粒子 性
2.对光的波粒二象性的认识和理解 (1)光具有粒子性，又有波动性，单独使用波或粒子 的解释都无法完整地描述光的所有性质，有人就把这种 性质称为波粒二象性． (2)大量(多数)光子行为易表现为波动性，个别(少数)
光的波粒二象性的理解。
1.波粒二象性（英语：Wave-particle duality）是微观粒子的基本属性之一。
指微观粒子有时显示出波动性（这时粒子性不显著），有时又显示出粒子性（这时波动性不显著），在不同条件下分别表现为波动和粒子的性质。
一切微观粒子都具有波粒二象性。
2.1905年，爱因斯坦提出了光电效应的光量子解释，人们开始意识到光波同时具有波和粒子的双重性质。
1924年，德布罗意提出“物质波”假说，认为和光一样，一切物质都具有波粒二象性。
根据这一假说，电子也会具有干涉和衍射等波动现象，这被后来的电子衍射试验所证实。
3.2015年瑞士洛桑联邦理工学院科学家成功拍摄出光同时表现波粒二象性的照片。
4.在双缝实验里，从光源传播出来的相干光束，照射在一块刻有两条狭缝和的不透明挡板。
在挡板的后面，摆设了摄影胶卷或某种侦测屏，用来纪录到达的任何位置的光束。
最右边黑白相间的条纹，显示出光束在侦测屏的干涉图样。
光的波粒二象性
光的波粒二象性
光，我们可以用它看见光彩照人的世界。
然而，光本身却是个奇怪的存在——既有波动性，也有粒子性。
这种奇怪的存在被称为光的波粒二象性。
波粒二象性的历史
光的波粒二象性是一个典型的量子物理现象，是当年大量科学家集体瘙痒的结果。
1905年，爱因斯坦尝试解释光电效应，提出光的粒子性，即光由许多离散的光子组成。
这一理论在1921年被诺贝尔物理学奖得主德布罗意用玻尔兹曼假说重新诠释，提出了物质也具有波粒二象性。
波粒二象性的本质
波动性是指光的传播过程中表现出来的累次波动现象。
而粒子性则是指光像颗粒一样存在，并且存在能量、动量等物理性质。
在光的实验中，往往表现为光的位置难以被严格确定，同时光线具有干涉、衍射等波动现象。
波粒二象性的应用
光的波粒二象性是当代大部分物理学基础理论的基础。
波动性和粒子性的相互变化，往往是现代物理中研究的核心内容，应用广泛于光电技术、量子力学等领域。
结束语
在当代科学中，波粒二象性是一个底层的物理原理，可以帮助我们理解自然现象，也为许多科技创新提供了理论基础。
正如爱因斯坦所说：“神不会掷骰子”，我们也应该认真研究自然本身，并将科学理论用于社会创新。
光的波粒二象性与光的量子性光的粒子性与波动性
光的波粒二象性与光的量子性光的粒子性与波动性光，作为一种电磁波，是人类生活中不可或缺的重要物质。
关于光的性质，科学家们经过长时间的研究，发现了光的波粒二象性和光的量子性，这是光学领域的两个重要概念。
本文将探讨光的波粒二象性以及光的量子性，并对其产生的原因进行简要分析。
一、光的波粒二象性光的波粒二象性是指光既可以表现出波动性，又可以表现出粒子性的特点。
作为一种电磁波，光具有干涉、衍射和折射等波动现象。
当光通过狭缝或物体时，会产生明暗条纹，这就是干涉现象。
而当光通过孔径比它小很多的狭缝时，会发生衍射现象。
这些现象说明了光的波动性。
然而，光也具有粒子性质。
根据普朗克提出的能量量子化理论，光的能量是离散的，而不是连续的。
而爱因斯坦进一步发展了波粒二象性的概念，他通过解释光电效应提出了光的粒子性。
光电效应是指当光照射到金属表面时，产生电子的现象。
根据光的波动性，当光的强度增加，电子的动能应该随之增加。
然而，实验证实，只有当光的频率高于一定的临界值时，才会发生光电效应，而光的强度并不影响电子的动能。
这就表明光是由一定量的能量子（光子）组成的，每个光子的能量与光的频率有关。
这一实验证明了光的粒子性。
二、光的量子性光的量子性是指光的能量是量子化的，光的能量取决于光子的能量量子。
根据爱因斯坦的解释，光的能量 E 与光的频率 f 之间存在着以下关系：E = hf，其中 h 是普朗克常量，约等于6.626×10^(-34) J·s。
这意味着光的能量只能是 hf 的整数倍，而不能是连续变化的。
光的量子性在微观领域有着广泛的应用，如在光谱学中，使用了光的量子性来解释物质与光的相互作用。
光的量子性在现代物理学的发展中起到了重要作用。
基于光的量子性，爱因斯坦提出了激光原理，并导致了现代激光技术的出现。
激光的产生是通过将辐射能量限制在一个模式中，使其与物质系统发生相互作用，并最终产生一种高度聚集的光能。
三、光的粒子性与波动性产生的原因光的波粒二象性以及光的量子性是由光的微观粒子——光子的特性所决定的。
光的本质波粒二象性的启示
光的本质波粒二象性的启示光作为一种电磁辐射，具有波粒二象性，即既表现出波动性又表现出粒子性。
这一现象在物理学领域中引发了许多重要的思考和研究，不仅改变了我们对光的认识，也对量子力学的发展起到了重要的推动作用。
本文将从光的本质探讨其波粒二象性，并阐述这一现象所带来的深刻启示。
一、光的波动性光具有波动性意味着它可以表现出传统的波动现象，如干涉、衍射和折射等。
托马斯·杨实验证明了光的干涉和衍射现象，提示出光是一种波动现象。
而这一实验为光的波动性提供了强有力的证据。
光的波动性使得我们能够解释许多光现象，例如彩虹的形成、光线的折射现象等。
在光的波动性理论下，我们可以用传统的电磁波理论解释光在空间中的传播规律，从而推导出许多光学公式，为光学技术的发展提供了理论基础。
二、光的粒子性然而，光不仅表现出波动性，还具有粒子性。
这一现象最早由爱因斯坦在解释光电效应时提出。
在光照射到金属表面时，可以观察到光电子的发射现象。
而这种现象无法用波动理论来解释，只能通过假设光是由一束束微粒组成的粒子来解释。
光的粒子性体现在能量的离散性上，即光的能量以最小粒子单位的方式传播，这个最小粒子单位被称为光子。
光子的能量与其频率成正比，这一能量的离散性与粒子的特性相符合。
三、波粒二象性的启示光的波粒二象性给我们带来了深刻的启示，不仅在物理学领域，也对其他学科产生了影响。
首先，波粒二象性挑战了传统对光的认识。
它告诉我们光既不是传统的纯粹波动也不是纯粹的粒子，而是一种同时具有波动和粒子性质的物质。
这种对光本质的彻底转变引发了量子力学的发展，改变了我们对自然界微观世界的认知。
其次，波粒二象性也为我们提供了一种认识世界的新方式。
它意味着同一物质可以以不同的方式呈现，既可以是连续的波动也可以是离散的微粒。
这为我们理解世界的多样性提供了新的思路，也使得我们对自然界的复杂性有了更深入的认识。
最后，波粒二象性的启示对于科学研究的方法论也有重要意义。
高中物理：光的波粒二象性
高中物理：光的波粒二象性【知识点的认识】一、光的波粒二象性1．光的干涉、衍射、偏振现象说明光具有波动性．2．光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性．3．光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的波粒二象性．【命题方向】题型一：光的波粒二象性的理解关于物质的波粒二象性，下列说法中不正确的是（）A．不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒二象性B．运动的微观粒子与光子一样，当它们通过一个小孔时，都没有特定的运动轨道C．波动性和粒子性，在宏观现象中是矛盾的、对立的，但在微观高速运动的现象中是统一的D．实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性分析：一切物质都具有波粒二象性，波动性和粒子性，在宏观现象中是矛盾的、对立的，但在微观高速运动的现象中是统一的；它们没有特定的运动轨道．解答：光具有波粒二象性是微观世界具有的特殊规律，大量光子运动的规律表现出光的波动性，而单个光子的运动表现出光的粒子性．光的波长越长，波动性越明显，光的频率越高，粒子性越明显．而宏观物体的德布罗意波的波长太小，实际很难观察到波动性，不是不具有波粒二象性．故D选项是错误，ABC正确；本题选择错误的，故选：D．点评：考查波粒二象性基本知识，掌握宏观与微观的区别及分析的思维不同．【解题方法点拨】1．对光的波粒二象性的理解光既有波动性，又有粒子性，两者不是孤立的，而是有机的统一体，其表现规律为：（1）个别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光子的作用效果往往表现为波动性．（2）频率越低波动性越显著，越容易看到光的干涉和衍射现象；频率越高粒子性越显著，越不容易看到光的干涉和衍射现象，贯穿本领越强．（3）光在传播过程中往往表现出波动性；在与物质发生作用时，往往表现为粒子性．2．德布罗意波假说是光的波粒二象性的一种推广，使之包含了物质粒子，即光子和实物粒子都具有粒子性，又都具有波动性，与光子对应的波是电磁波，与实物粒子对应的波是德布罗意波．。
光的波粒二象性的意义
光的波粒二象性的意义光的波粒二象性是说光有波动性，同时存在粒子性。
正如物质元素的酸碱性，没有绝对的酸性物质，也没有绝对的碱性物质，强酸物质也具有碱性，强碱物质也具有酸性，任何物质都是酸性与碱性的“矛盾体”。
所以，光的波粒二象性的发现是物理学的一个重大飞跃性发现，象征着我们的物理学即将彻底告别一切孤立的和绝对的事物。
波动性和粒子性是物质两种不同运动所具有的特性。
波动性表现的是物质的空间性和整体性，粒子性表现的是物质的相对性和孤立性，相对性必须存在于统一性之中。
这就是说，空间物质与物体物质是连续的存在。
由于把空间视为绝对空间，爱因斯坦过于倾向于光的粒子性，忽略了光的空间性，他在对光电现象的解释中，把光线视为一粒接一粒以光速c运动的“光粒子”，显然存在一些瑕疵。
既然把波传递的能量视为一粒接一粒的“光粒子”，那么传递能量的波就不是“真空”，根据波的产生条件，空间是可传递能量的弹性介质，就是说，在一粒一粒的“光子”之间存在着连续的“暗物质”，空间是连续的光物质空间，把波动传播的能量直接视为质量的传播，而不考虑两种不同状态的运动所传播的“东西”不同，尽管物质的质量和能量间存在一定的内在关系，但这绝不意味着就可以“波”“粒”不分，就像我们不能因为事物都有“两重性”而好坏不分一样。
因为波传递的是能量，空间物质只存在震动和变形，不存在被传递，所以考虑“光子”运动速度方向的“动量”显然是不合适的。
在光电现象中，就吸收波能量的自由电子的运动来讲，自由电子吸收了一个“光子”的能量不是顺光线方向而动，反是“迎光线而动”溢出物体表面，这也是一个难以解释的小瑕疵。
因此，我们可以把光线视为一粒接一粒以光速运动的“光子”，但由于光的波动性，频率为υ的单色光的平均能流密度S为：S = n hυ/2式中n单位时间通过单位面积的光子数n 。
上式去掉1/2 ，就完全否认了光的波动性。
所以，一个“光子”使自由电子的能量变化是周期性的，当“光子”接触到自由电子，前1/2周期使电子能量增加，达到最大增大值hυ后，在后1/2周期减小为原来状态的零增大，这样才不至于自由电子的能量持续增大。
光的波粒二象性
光的波粒二象性引言光是我们日常生活中非常常见的现象，我们在室外感受到太阳光的温暖，室内利用电灯照明，甚至在电子设备中使用光传输信息。
然而，对于光的性质，科学家们曾经产生了长时间的争议。
早期的实验观察表明光具有波动性质，而后来的实验证明光也具有粒子性质。
这种既有波动性又有粒子性的特性被称为光的波粒二象性。
光的波动性在17世纪，荷兰科学家惠更斯提出了光的波动理论，即光是一种波动现象。
他通过实验观察到光的衍射和干涉现象，这些现象可以用波动理论来解释。
衍射是光通过狭缝或物体边缘时发生弯曲和扩散的现象，而干涉是两束光波相遇时产生明暗相间的条纹。
这些观察结果表明光具有波动行为。
光的粒子性虽然波动理论能够解释许多光的现象，但在某些实验中，光表现出了与波动理论不符的行为。
在20世纪初，德国物理学家普朗克提出了能量量子化的概念，即能量以离散的形式存在。
爱尔兰物理学家爱因斯坦在此基础上研究了光的性质，提出了光的粒子性。
他认为光的能量以小粒子的形式，称为光子，传播和相互作用。
爱因斯坦的观点在实验上得到了验证。
例如，当光照射到金属表面时，会引起电子的排斥并从金属中释放出来，这被称为光电效应。
根据波动理论，辐射能量应该与光的强度有关，而不与光的频率有关。
然而，实验观察到，只有当光的频率超过某个阈值时，光电效应才会发生，这与光的粒子性相一致。
波粒二象性的实验验证波粒二象性的实验验证是理解光性质的关键。
其中最著名的实验是杨氏双缝实验。
实验中，光通过两个狭缝后，形成干涉条纹图案。
如果光只是波动，那么干涉条纹应该是连续的。
然而，实验观察到，当光的强度足够弱时，干涉条纹逐渐变暗，最终只有一条明亮的中央条纹。
这表明光以粒子的形式传播，每个光子只能通过一个缝隙，因此无法形成干涉条纹。
另一个实验证明了光的波粒二象性是康普顿散射实验。
康普顿发现，当X射线照射到物质上时，X射线会与物质中的电子发生散射，并改变其波长。
这个现象无法用传统的波动理论解释，但可以通过光子与电子碰撞的粒子性质来解释。
光的波粒二象性
光的波粒二象性光是一种既有波动性又有粒子性的电磁辐射。
在物理学中，光的波粒二象性是指光既可以表现出波动特性，也可以表现出粒子特性。
这一概念最早由爱因斯坦在1905年的光电效应理论中提出，随后又在1924年的德布罗意假设中得到了更深入的阐述和证实。
本文将探讨光的波粒二象性的实验解释以及这一理论对物理学的重要意义。
一、实验解释光的波动性和粒子性在实验中得到了明确的展现。
光的波动性可以通过干涉和衍射实验来观察。
例如，在Young双缝干涉实验中，光通过两个狭缝后产生干涉条纹，这表明光具有波动特性。
而光的粒子性则可以在光电效应实验中观察到。
当光照射到金属或半导体表面时，会释放出电子，这是光的粒子性的直接证据。
然而，光的波动性和粒子性在某些实验中是互不可分的。
例如，在干涉实验中，如果将光弱化到极限，只有一个光子通过双缝时，仍然可以看到干涉条纹。
这意味着单个光子也表现出了波动特性，即光的波粒二象性。
二、德布罗意假设1924年，法国物理学家德布罗意提出了他的著名假设，即所有物质（包括电子、质子等）都具有波动特性。
这一假设为光的波粒二象性理论提供了更广阔的适用范围。
德布罗意假设引出了物质波长的概念，即德布罗意波长，用来描述物质波的特性。
根据德布罗意假设，物质波的波长与物质的动量相关，具体表达式为λ = h / p，其中λ为物质波长，h为普朗克常数，p为物质的动量。
这一关系意味着对于具有较大动量的物质，其波长相对较短，表现出更明显的粒子特性；而对于动量较小的物质，其波长相对较长，表现出更明显的波动特性。
德布罗意假设后来经由实验证实，并被广泛应用于物质波的研究以及量子力学的发展。
三、光的波粒二象性的重要意义光的波粒二象性在物理学中具有重要的意义。
首先，它推动了量子力学的发展。
通过对光的波粒二象性的理解，科学家们逐渐认识到，微观世界的规律并不符合经典物理学中的直观概念，而需要采用量子力学的框架来描述。
光的波粒二象性为量子力学的建立奠定了基础，并对后续的物理研究产生了深远的影响。
光的波粒二象性解析
光的波粒二象性解析光的波粒二象性是指光既具有波动性又具有粒子性的性质。
这一概念首次由物理学家爱因斯坦在1905年提出，并为之后的量子力学的发展奠定了基础。
本文将对光的波粒二象性进行详细的解析，以帮助读者更好地理解这一概念。
一、光的波动性当我们研究光的传播和干涉衍射现象时，我们常常会用到波动的概念。
根据波动理论，光可以看作是一种电磁波，具有振幅、频率、波长等特性。
例如，在干涉实验中，我们可以观察到光的波动特性，光通过两道狭缝后形成明暗的干涉条纹，这是波动性的表现。
二、光的粒子性然而，当我们研究光和物质的相互作用时，光表现出了粒子性的特征。
这种特点可以从光电效应实验中得到证实。
根据光电效应实验的结果，当光照射到金属表面时，金属会发射出电子。
这表明光具有粒子的能量和动量，称为光子。
三、波粒二象性的实验验证为了更好地理解光的波粒二象性，科学家进行了一系列实验证实。
最著名的是杨氏实验，这一实验旨在证明光的干涉和衍射现象。
通过将光通过两个狭缝后，观察到了干涉和衍射条纹，证明了光的波动性。
而在另一方面，通过光电效应实验和康普顿散射实验等，科学家也证实了光的粒子性。
四、量子力学解释光的波粒二象性可以用量子力学来解释。
在量子力学中，光被看作是一系列能量和动量离散的粒子。
根据光的频率和波长，我们可以计算出光子的能量和动量。
这一理论解释了光电效应等实验现象。
五、应用光的波粒二象性在实际应用中有着重要的意义。
例如，在光通信中，我们使用光的波动性来传输信息。
而在光电子学中，我们使用光的粒子性来进行探测和测量。
结论光的波粒二象性是光学中一个重要的概念。
通过实验证实和量子力学解释，我们可以更好地理解光的波粒二象性。
这一概念不仅在理论物理学中有着重要的意义，也在实际应用中发挥着巨大的作用。
以上是对光的波粒二象性的解析。
通过对光的研究和实验证实，我们对光的本质有了更深入的了解。
在今后的研究中，我们还需要进一步探索光的性质和应用，为理论和实践的发展做出更大的贡献。
光的波粒二象性探究
光的波粒二象性探究光是一种我们日常生活中非常常见的现象，它既可以表现出波动性，又可以表现出粒子性。
这种波粒二象性的特性使得光在物理学和光学领域中具有重要的地位。
本文将探究光的波粒二象性，并介绍相关实验和理论。
光的波动性早在17世纪，荷兰科学家惠更斯通过实验观察到了光的干涉和衍射现象，从而证明了光具有波动性。
干涉是指两束或多束光相遇时产生明暗条纹的现象，而衍射则是指光通过一个小孔或者绕过一个障碍物后发生偏折的现象。
惠更斯的实验结果表明，光的波动性可以解释干涉和衍射现象。
根据波动理论，光是由电磁波组成的，它们以波动的形式传播。
这种传播方式可以解释为何光会产生干涉和衍射现象。
光的粒子性然而，在20世纪初，爱因斯坦提出了光的粒子性的假设，即光由一些离散的能量量子组成，这些量子被称为光子。
爱因斯坦的假设得到了后来实验证据的支持。
其中一项重要实验是康普顿散射实验。
康普顿散射是指当X射线或伽马射线与物质相互作用时，光子会发生散射，并且散射角度与入射角度有关。
这个实验结果表明，光具有粒子性，因为只有粒子才能够发生散射。
波粒二象性的统一理论波粒二象性的存在给物理学家带来了困惑，因为传统的物理学理论无法同时解释光的波动性和粒子性。
然而，在20世纪初，量子力学的发展为解决这个问题提供了新的框架。
量子力学是描述微观粒子行为的理论，它引入了波函数的概念。
波函数可以用来描述一个粒子在空间中的分布和运动状态。
根据量子力学理论，光既可以被看作是一种波动现象，也可以被看作是由许多光子组成的粒子。
波粒二象性的统一理论可以通过量子力学中的波粒二象性原理来解释。
根据这个原理，任何一种粒子都可以表现出波动性和粒子性，具体表现形式取决于实验条件和观测方式。
实验验证为了验证光的波粒二象性，科学家进行了许多实验。
其中一项著名的实验是杨氏双缝干涉实验。
这个实验使用一个光源照射到一个有两个小孔的屏幕上，观察到在接收屏幕上出现了干涉条纹。
这个实验结果表明光具有波动性。
光的波粒二象性光的奇妙本质
光的波粒二象性光的奇妙本质光，众所周知，既可以表现出波动性，也可以表现出粒子性。
这种波粒二象性是光学中的一个基本现象，也是光的奇妙本质之一。
在本文中，我们将探讨光的波粒二象性及其背后的物理原理。
波动性是光的基本性质之一。
早在17世纪，荷兰科学家惠更斯提出了光的波动理论，认为光是通过波动传播的。
他的双缝干涉实验是证明光波动性的重要实验证据之一。
在这个实验中，当光通过两个狭缝后，会在背后的屏幕上出现干涉条纹，这表明光是以波的形式传播，并且可以出现干涉现象。
然而，光的粒子性也是不可忽视的。
在20世纪初，爱因斯坦的光量子假说引起了科学界的轰动。
根据爱因斯坦的理论，光的能量是以量子的形式进行传播的，这些量子被称为光子。
这一假说得到了后来的实验证实，特别是康普顿散射实验，证明了光子具有粒子性的性质。
波粒二象性背后的物理原理可以用量子力学中的波函数来解释。
在波函数描述下，光可以被看作是在空间中传播的波动，同时也可以被看作是由粒子组成的光子流。
这种波函数的叠加效应可以解释光的干涉和衍射现象，而光子的能量量子化则解释了光的粒子性。
光的波粒二象性在实际应用中有着广泛的影响。
光学领域的很多现象和技术都依赖于对光波动性和粒子性的理解。
例如，光的干涉、衍射和折射现象被广泛应用于光学仪器和光学通信中。
光的粒子性则被应用于光电效应和激光技术等领域。
光学研究的进展和应用的发展都离不开对光的波粒二象性的深入研究和理解。
除了光，其他粒子，如电子和中子，也具有波粒二象性。
这种波粒二象性的存在挑战了我们对物质本质的认识，也启发了人们对于量子力学的研究和发展。
光的波粒二象性不仅是物理学中的一个重要现象，也是对自然界的一次深入探索。
总结起来，光的波粒二象性是光学中一个引人注目的新领域。
通过波动性和粒子性的相互作用，我们能够更好地理解光在自然界中的行为和特性。
光的波粒二象性对光学领域的研究和应用具有重要意义，也为我们对自然界的认识提供了新的视角和启示。
光的波粒二象性光是粒子还是波动
光的波粒二象性光是粒子还是波动光的波粒二象性：光是粒子还是波动光是一种电磁波，它以极高的速度传播，在我们的日常生活中起着不可忽视的作用。
然而，对于光的本质，科学家们在探索中发现了一个复杂且令人困惑的现象，即光的波粒二象性。
这一概念表明光既可以表现为粒子，又可以表现为波动，这种二重性质让人难以理解。
光的波动性质首先由英国科学家兼数学家亨利·休克斯（Henry Hooke）在17世纪初提出。
他的实验结果显示光在经过狭缝时会出现衍射和干涉现象，这表明光具有波的特性。
根据波动理论，光的波动性可以解释许多光现象，如颜色的形成和光的折射等。
然而，当科学家开始研究光的行为特性时，他们发现有些实验现象无法仅通过波动理论解释。
这促使德国物理学家马克斯·普朗克（Max Planck）在20世纪初提出了光的粒子性质。
普朗克的理论认为，光以粒子的方式传播，被称为光子。
光子具有能量和动量，因此表现出粒子的本质。
为了解释光的粒子性，爱因斯坦在1905年提出了光电效应的理论。
他认为，光子在与物质相互作用时会释放出电子，而这种现象只能通过粒子模型解释。
光电效应的研究为光的粒子性提供了有力的证据。
随着科技的不断发展，科学家们开始更加深入地研究光的二象性。
双缝实验是其中一个经典的实验，它展示了光既可以表现为粒子也可以表现为波动。
当光通过双缝时，观察到的干涉图样表明光具有波动性；然而，当检测到光的强度时，观察到的结果却符合粒子的特性。
这个实验结果挑战了光只能是波动或粒子的传统观念。
现代物理学家通过量子力学的研究进一步解释了光的波粒二象性。
量子力学认为光既可以被看作是粒子，也可以被看作是波动，这取决于我们对光的观测方式。
当我们将光视为粒子时，它表现出粒子的性质，当我们将光视为波动时，它表现出波动的特性。
这种二象性的现象在许多量子领域中都存在，不仅仅局限于光。
总结起来，光的波粒二象性是现代物理学的重要概念之一。
整个过程充满了挑战和发现，科学家们不断探索光的本质，并提出了波动和粒子模型来解释光的行为。
学习波粒二象性光和物质的双重性质
学习波粒二象性光和物质的双重性质波粒二象性是物理学中一项重要的发现，它揭示了光和物质都具有波动性和粒子性的双重本质。
本文将从光和物质的角度探讨这种双重性质，并阐述其在量子力学和实际应用中的意义。
一、光的波粒二象性1. 光的波动性从长久以来，人们将光视作一种波动现象，光波传播具有干涉、衍射和反射等波动特性。
例如，杨氏实验中的干涉现象，表明光是具有波动性的。
2. 光的粒子性然而，随着物理学的发展，普朗克和爱因斯坦等科学家的实验证明了光也具有粒子性。
根据普朗克能量量子化假设，光的能量以离散的方式传播，每个能量量子被称为光子，光子具有特定的能量和动量。
3. 光的波粒二象性统一理论光的波粒二象性的统一理论由量子力学提供，该理论通过波函数和粒子的几率分布描述了光的性质。
波函数描述了光的波动性，而光子作为粒子的存在解释了光的粒子性。
二、物质的波粒二象性1. 物质波的发现德布罗意在1924年提出了物质波假说，认为物质也具有波动性。
他通过将光的粒子性观念推广到物质粒子上，得出了物质的波动性。
随后，戴维森和革末耳等科学家通过电子衍射实验证实了德布罗意的假说。
2. 物质的粒子性物质的波粒二象性不仅仅表现在波动性，物质粒子也具有粒子性。
例如，电子的轨道运动和具有特定能量的电子束束缚都展示了物质的粒子性。
3. 物质的波粒二象性统一理论与光一样，物质的波粒二象性同样通过波函数和粒子的几率分布来描述。
波函数描述了物质的波动性，而物质粒子的存在则解释了物质的粒子性。
三、波粒二象性的意义与应用1. 量子力学的基础波粒二象性的发现为量子力学的建立奠定了基础。
量子力学描述了微观粒子的行为，例如电子、光子等，它的波函数描述了粒子的波动性，而粒子的几率分布则描述了粒子的粒子性。
2. 实验验证波粒二象性基于波粒二象性，科学家通过实验证实了一系列有关光和物质的实验，如双缝实验和康普顿散射实验等。
这些实验验证了波粒二象性的存在，并深化了人们对其本质的理解。
《光的波粒二象性的本质》 教学设计
《光的波粒二象性的本质》教学设计一、教学目标1、知识与技能目标（1）学生能够理解光的波粒二象性的概念，包括光既具有波动性又具有粒子性。
（2）学生能够掌握光的波动性和粒子性的实验证据。
（3）学生能够运用光的波粒二象性解释一些相关的现象。
2、过程与方法目标（1）通过实验观察和分析，培养学生的观察能力和逻辑思维能力。
（2）通过对光的波粒二象性的讨论和研究，培养学生的科学探究能力和合作学习能力。
3、情感态度与价值观目标（1）激发学生对物理学科的兴趣，培养学生的科学精神和创新意识。
（2）使学生认识到科学是不断发展和进步的，培养学生的科学态度和价值观。
二、教学重难点1、教学重点（1）光的波粒二象性的概念。
（2）光的波动性和粒子性的实验证据。
2、教学难点（1）对光的波粒二象性本质的理解。
（2）如何引导学生从经典物理的观念过渡到量子物理的观念。
三、教学方法1、讲授法讲解光的波粒二象性的基本概念和相关实验。
2、实验法通过演示实验，让学生直观地观察光的波动性和粒子性的表现。
3、讨论法组织学生讨论光的波粒二象性相关的问题，促进学生的思考和交流。
四、教学过程1、导入新课通过展示一些日常生活中与光有关的现象，如彩虹、光的折射、光的反射等，引发学生对光的性质的思考，从而引出本节课的主题——光的波粒二象性。
2、讲解光的波动性（1）介绍光的波动性的历史发展，如惠更斯的光的波动说。
（2）讲解光的波动性的实验证据，如光的干涉和衍射实验。
通过演示杨氏双缝干涉实验，让学生观察到明暗相间的条纹，从而理解光的波动性。
（3）解释光的波动性的特点，如波长、频率、波速等概念。
3、讲解光的粒子性（1）介绍光的粒子性的发现过程，如爱因斯坦的光电效应实验。
（2）讲解光电效应实验的现象和结果，解释光的能量是一份一份传播的，具有粒子性。
（3）介绍光的粒子性的相关概念，如光子的能量和动量。
4、讲解光的波粒二象性（1）阐述光既具有波动性又具有粒子性，这两种性质并不是相互矛盾的，而是在不同的条件下表现出来。
波粒二象性
光的波粒二象性
光既具有波动性，又具有粒子性。 光既具有波动性，又具有粒子性。 （1）波动性是大量光子表现出的集体行为 ， ） 而个别光子或少数光子往往表现为粒子性。 而个别光子或少数光子往往表现为粒子性。 （2）光波是一种概率波 ）
物质波
任何一个运动着的物体，如电子、质子、 任何一个运动着的物体，如电子、质子、原 子等，都有一种波和它对应，这种波称为物质波 物质波， 子等，都有一种波和它对应，这种波称为物质波， 或叫德布罗意波 德布罗意波。 或叫德布罗意波。 德布罗意波的波长： λ= 德布罗意波的波长：
h p
பைடு நூலகம்
h = mv
P：运动物体的动量 ：
h:普朗克常量
德布罗意波的波长： 德布罗意波的波长： λ=
h p
h = mv
宏观物体的德布罗意波波长很小，波动性不明显。 宏观物体的德布罗意波波长很小，波动性不明显。 电磁波（光波）随着频率增大，波长减小， 电磁波（光波）随着频率增大，波长减小， 波动性减弱， 波动性减弱，粒子性增强 ！ 物质波也是一种概率波 。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
光的波粒二象性和本质光是什么？牛顿说：“光是由光源发射出来的大量球形物质微粒组成的”. 说‘光和物质波有波动的特性’是因为‘它们都是概率波’纯属牵强附会。
因为不管是宏观物体还是光和其它微观粒子，它们“单个”出现时仍旧有“波长和频率”这两种波动的因素存在，这与所谓“概率”毫不相干。
－部分人将牛顿的粒子说曲解为“光粒子如同水和空气－样传播机械波”，那错得太离谙。
人们之所以不敢相信光是－种物质微粒，就是因为不能解释粒子产生波动的真正原因，没有见到过物体（粒子）会上下或左右颤动着前进。
当－片树叶在空中飘落时我们可以看到，树叶沿同－方向旋转着落向地面，形成螺旋形运动轨迹。
自然界中各种天体、龙卷风、水漩涡、堕落的物体、飞行的子弹、飞盘等，它们在自转的同时还在做位移运动，其中还包含偏振运动（振动或左右摆动），形成“不太规则”的螺旋形轨迹。
而光粒子在做直线运动和自转运动的同时，还在做偏振运动，三种运动状态相互叠加，形成规则的螺旋形运动轨迹。
唯有螺旋运动才能解释“德布罗意波”现象中单个物体仍具有波动的特性。
自然界中旋转的物体自转越快能量越高，光粒子同样如此，自转越快，频率越高，能量越高。
“－个正电子与－个负电子相遇产生－个光子（产生两三个光子时相遇的不止－对电子）; －个高能光子和－个重原子核作用时, 光子可以转化为－个正电子和－个负电子, 并且正负电荷总是成对消失和出现”. 说明所谓“光子”就是由－个正电子和－个负电子构成的光粒子——电子对. 它的质量是1.82×10ˉ³º千克, 电子对质量极小, 却靠－个正电荷和－个负电荷之间的电磁力结合在－起, 是结合最牢固最不容易被分解的“组合粒子”。
电子对产生1次偏振恰好自转1周，1秒之内自转周数就是它的频率，自转1周的位移距离就是波长，自转1周的能量是0.6626×10ˉ³³焦耳。
电子对能量越高，频率越高，波长越短。
因为电子对具有质量小、体积小、能量高、对外不显电荷, 所以它容易受到引力和电磁力的影响, 能保持稳定的运动状态, 长时间远距离快速移动, 不需要任何介质。
介质对电子对的传播不但没有作用，反而是－种障碍。
电子对在宇宙中无处不在，真空其实并非真空无－物。
星光偏转：当星光经过太阳等质量较大的天体附近时，光线中的电子对受到引力作用，运动轨迹发生偏转。
因为电子对质量极小，受到的引力也很小，所以星光偏转的角度很微小。
引力红移：当星光经过质量较大的天体附近时，电子对受到较强的引力作用，损耗掉少量的能量，自转速度减慢，频率降低，所以会出现光谱线向能量更低的红端移动的现象。
距离地球越远的星系发出的光线经过的空间越多，受到这种引力场影响的机会越多，所以越远的星系中红移星系所占比例越大。
越远的星系经过的引力场越多，其中的电子对能量损耗也越多，所以越远的星系“红移量”越大。
所有微观粒子都具有波粒二象性，它们都具有螺旋运动轨迹.因为受到相对较大的引力作用（如分子、原子、质子、中子）或电磁力（如质子、电子）的影响，多数微观粒子的螺旋运动轨迹都不规则.唯有电子对受到的影响最微小,具有规则的螺旋运动轨迹，能长距离快速传播。
可见光和其它电磁波都是由电子对粒子流构成。
可见光是－种中等能量的电子对粒子流，光越亮时电子对数量越多。
当光线中的电子对碰到原子时，部分被原子吸收，进入原子内部，其余部分被反射，还有部分与原子产生作用力，产生折射。
气体；液体和透明固体的分子（原子）之间的间隙较大，可见光可以在分子（原子）间隙中以辐射的方式传播。
电子对的半径只有10ˉ¹²微米，相对于电子对的大小来说，光线中的电子对间隔极大，（原子中电子对的密度大于光线中的密度），两束光线相交时其中的电子对产生碰撞的概率极小。
我们的双眼是通过视网膜细胞吸收物体反射或释放的可见光电子对来识别物体，数量众多的电子对落在视网膜上组成物体的图像。
视觉神经将图像上各个点上吸收到的电子对的数量和能量（颜色）传递给大脑进行分析。
任何图像都是由众多电子对构成，因此我们不可能看到构成图像的单个电子对的详细模样。
折射：当光线倾斜通过两种不同介质的界面时，在入射点“与入射光线垂直的同－平面中”两侧分别是不同的两种介质分子，两种介质分子质量大小和分子间距各不相同。
电子对通过两种分子之间的间隙时，运动轨迹会向引力作用更大的－方偏转。
比如斜着经过玻璃与水的界面时，玻璃分子质量更大，电子对运动轨迹向玻璃－方偏转。
经过水与冰的界面时，电子对与水－侧的水分子间距更小，电子对轨迹向水－侧偏转。
衍射：在衍射实验中，光通过狭缝时，靠近狭缝侧壁的电子对会因为螺旋形运动而撞击到狭缝侧壁，产生反射现象。
反射光斑比直射光斑暗－些，狭缝两个侧壁反射的光斑分别投射到直射光斑两侧。
当狭缝再宽－点时，反射到对面的光斑退到直射光斑中, 两种光斑重合在－起, 光斑宽度反而减小, 直射光斑较亮, 看不到其中的反射光斑。
当狭缝再窄－点时，反射光在两个侧壁间经历多次反射，出现多条反射光斑。
在双缝干涉实验中产生光斑条纹的道理也是－样的，当两条狭缝之间的间距恰好合适的时侯，两条狭缝的侧壁反射的光斑重合。
这些光斑不同于机械波，只存在相互叠加，不存在所谓“相互抵消”的情况，两条光斑之间只有极少量漫反射产生的光。
在圆盘衍射实验中，当光线经过圆盘边沿，其中的电子对从圆盘的固体分子与空气的气体分子之间的间隙中通过，固体分子质量大于气体分子，电子对轨迹向引力更大的固体分子－侧偏转，在圆盘后距离相等角度相同的中心点汇合，这就是“泊松亮斑”形成的原因。
原子结构：当电子对进入原子时，受到原子核的引力作用，围绕原子核做快速圆周运动，它的自转频率和偏振运动（偏振幅度极小）并不改变，只是直线形式的位移运动变成圆周形式的位移运动。
电子对在原子内和电子－样分成若干层，每层有多个频率（能量）相同的电子对。
离原子核越近的电子对受到的引力越大，偏振和自转越快，频率（能量）越高（《原子结构力学原理》将说明具体原因）。
电子对通过高速自转运动，以动能的方式储存能量；通过位移运动，改变所处位置，起别到传播能量的作用。
物体原子内包含的电子对数量越多，原子能量越高，温度越高。
物质的热能和内能，实际就是物质原子所包含的电子对的能量。
生物细胞中的原子或分子－般只适合吸收可见光电子对，能量更低的电子对不易“捕获”, 而能量更高的电子对会改变生物细胞的正常结构, 杀死细胞。
可见光太强，其中的电子对密度太高、数量太多也会使细胞因温度太高而发生化学变化。
比如用凸透镜、凹面镜将光聚到－点，用特殊器材将条形发光体产生的光汇聚－条细线形成激光，这些都会杀灭细胞。
X射线和Y射线中的电子对能量较高, 当它们撞击到物体中的原子时，原子的反作用力难以将其反射回去, 只能使其运动方向产生小角度偏转，从而产生掠射现象; 原子核也难以将它们捕获, 如同我们很难抓住快速旋转的陀螺－样, 所以它们能穿过若干层原子, 产生贯穿现象。
康普顿散射：当Ｘ射线中的电子对撞击到散射物质中的原子核时，原子核的反作用力只能使它的运动方向产小角度偏转。
电子对穿过若干层原子，与其中的原子核撞击的次数越多，累计偏转的角度越大，损耗的能量越大，频率变得越小，波长变得越长。
原子核体积只有原子体积的百亿分之－，所以射线中的电子对虽然穿过了上亿层原子，但仍有部分电子对没有撞到原子核，穿过散射物质后仍旧保持原来的频率和运动方向。
原子光谱：原子吸收和发射电子对的过程中，电子对频率不会改变。
原子只能吸收与其内部电子对频率相同的电子对。
原子吸收电子对产生暗线光谱；发射电子对产生明线光谱。
原子核质量越大，电子对层数越多，它的原子光谱线条数越多。
各种元素原子核质量不同，它们与核外电子对的距离和引力各有不同，所以各种原子的相同层次的电子对能量和频率也不相同。
与此相对应的光谱线频率和条数同样不会相同。
当原子内某－层电子对吸收或释放数量较多时产生较粗的光谱线。
通过观测发现，在可见光以外的其它电磁波区域，也存在各种原子的光谱。
氢原子所有电子对层之间的间距相等，第一、二、三层电子对的公转半径分别是ｒ、２ｒ、３ｒ，并且公转方向相同。
电子对的能量与公转半径的平方成反比，公转半径越大，电子对受到的引力越小，能量（频率）越小。
第－层、二层、三层电子对能量比是E1:E2:E3=1/r²:1/(2r)²:1/(3r)²=1:1/4:1/9. 第－层到第六层电子对的能量E和频率v分别是:Ｅ1=13.595eV,v1=32.893亿MHz ; E2=(1/4)E1=3.399eV,v2=8.223亿MHz ,Ｅ3=(1/9)E1=1.511eV,v3=3.655亿MHz ; E4=(1/16)E1=0.85eV,v4=2.056亿MHz , Ｅ5=(1/25)E1=0.54eV,v5=1.316亿MHz;E6=(1/36)E1=0.378eV,v6=0.914亿MHz.原子中所有电子对公转轨道在同－平面(如同地球赤道面) 上, 并且同－层次的电子对数量较多, 当内层电子对受到激发射向原子外时, 容易与外面其中－层的电子对发生碰撞. 内层电子对碰撞后能量减少, 外层电子对被撞后改变运动轨迹, 射向原子外. 比如从第－层射出的电子对撞击到第二, 三, 四层电子对后它的能量;频率v和波长分别是:E1-E2=(3/4)E1, v=24.67亿MHz , 波长λ=121.5nｍ ;E1-E3=(8/9)E1, v=29.24亿MHz , λ=102.5nｍ ;E1-E4=(15/16)E1, v=30.84亿MHz , λ=97.22nｍ ; E1-E5……从第二层射出的电子对撞到第三, 四, 五, 六层电子对后它的能量; 频率和波长分别是:Ea=E2-E3=(5/36)E1=1.89eV,va=4.568亿MHz , λa=656.2nｍ ;Eb=E2-E4=(3/16)E1=2.55eV,vb=6.167亿MHz , λb=486.1nｍ ;Ec=E2-E5=(21/100)E1=2.85eV,vc=6.907亿MHz , λc=434nｍ ;Ed=E2-E6=(2/9)E1=3.02eV,vd=7.309亿MHz , λd=410.1nｍ ; ……在氢原子可见光区域的光谱中有以上述波长相对应的4条光谱线. 氢原子有频率为(1/n²)v和(1/n²-1/k² )v的两种光谱,v是能量为13.595eV时的频率, k=ｎ+1, ｎ+2,……能量传递: 第－辐射, 电子对由一个物体的原子发射出来, 通过真空或气体液体分子间隙, 以辐射的方式传播到另一个物体的表面, 被其中的原子吸收. 前－个物体所含电子对数量减少, 温度降低, 后－个物体温度升高. 辐射可以使能量在相距较远的两个物体间传播. 物体温度越高, 辐射出的电子对能量越高, 数量越多. 第二传导, 金属原子之间间隙较小, 金属原子通过直接接触将电子对从温度较高的部位向温度较低的部位转移, 使各部位金属原子所含电子对趋于平衡, 数量相等. 第三对流, 气体和液体原子(分子) 之间间隙相对较大, 原子之间通过对流时相互碰撞接触转移电子对.对物体加热时, 电子对由热源转移到物体中, 物体由固态转变为液态, 再转变为气态. 物体原子内电子对层数和能量级别并不改变, 但总数量和总能量增加,物体温度因此升高.当物体受到摩擦或挤时, 原子的外面几层电子对吸收了外来能量, 自转速度加快, 向更靠近原子核的能量级别更高的层次转移. 虽然原子内电子对数量并没有增加, 但原子内的部分电子对能量级别增高, 使原子所包含的总能量增加, 物体温度因此升高.电与电磁波：当电流通过金属线时，自由电子在金属原子之间移动，自由电子与原子内频率相同的电子对产生共振作用，电子对因此获得能量改变运动轨迹射向原子外，形成电磁波。