人教版高中物理选修3-5：17.4 概率波

2.光的波动性是由光子之间的相互作用引起的？还是由 于光子本身引起的？为什么？
为了寻求光的波动性的原由，可以做以下实 验：我们使光源很弱照射到双缝上，以至于它在 前一个光子到达屏幕之后才发射第二个光子，这 样就排除了光子之间相互作用的可能性。实验结 果表明，尽管单个光子的落点不可预料，但是在 长时间曝光之后仍然能得到明暗相间的条纹。由 此可知，光的波动性不是光子之间的相互作用引 起的，而是光子自身固有的性质。
4.通过所学的知识简述在什么条件下光表现出波动性， 什么情况下表示出粒子性？
1）大量光子表现出波动性；个别光子表现出粒子 性； 2）光在传播过程中表现出波动性，如光的干涉、 衍射、偏振等现象；光和其他物质相互作用时表 现出粒子性，如光电效应、康普顿效应等。 3）频率低波长长,光的波动性更强；频率高波长短, 光的粒子性更突出。如由德布罗意关系式计算微 观粒子和宏观粒子的波长可知微观粒子的波长长 使得波动性较显著，而宏观粒子(如子弹) 的物质波 波长非常短，所以很难表现出其波动性。
阅读“概率波”这部分内容，回答以下几个问题：
1.如右图所示，在杨氏双缝干涉实验中，出现了明暗相间 的条纹，按照光的波动理论如何解释条纹的明暗？如果用 光子学说如何解释条纹的明暗呢？
按照光的波动理论：屏上条纹的明暗表示到 达屏上的光相叠加强度不同，明纹处光波加强， 暗纹处光波减弱。 按照光子学说：每个同频率的光子都有相同 的一份能量，条纹明暗的分布应该是到达屏上的 光子数目多少的分布。因此光的强度对应光子的 数目，明纹处到达的光子数多，暗纹处到达的光 子数少。
3.简述波恩的光波理论。
波恩光波理论：虽然不能肯定某个光子落在 哪一点，但由屏上各处明暗不同这个事实可以推 知，光子落在各处的概率是不一样的，即光落在 明纹处的概率大，落在暗纹处的概率小。这就是 说，光子在空间出现的概率可以通过波动的规律 确定。所以，从光子的概念上看，光波是一种概 率波。 对于电子和其他微观粒子，由于都具有波粒 二象性，所以与他们相联系的物质波也是概率波。 也就是说，单个粒子的位置是不确定的，但在某 点附近出现的概率大小可以由波动的规律确定。
3.可以看出经典的粒子和经典的波是完全不同的两件事， 但是在现代物理当中却是统一的，科学家是如何把它们统 一起来的呢？
在经典物理学中，虽然粒子和波是两种不 同的研究对象，具有非常不同的表现。但进一步 的分析中不难看出，经典的粒子和经典的波是相 互联系，不可分割的。如：上节课讲到的光具有 波粒二象性；实物也有德布罗意波长、频率，粒 子有波动性，只是粒子性更明显；分析水波、绳 子抖出的波……等机械波等问题时，也认为波上 的各个质点在上下振动的同时能量向外传播，即 认为波中有粒子，波是粒子的振动向外传播的结 果。显然，经典的粒子和经典的波是狭义。
1.物理学家在解释粒子和波时建立了哪些模型？这些模型 有助于解释哪些现象？
粒子模型和波动模型 汽车在公路上直线运动，物体做自由落体运动， 地球绕太阳公转等都是以粒子的方式进来自百度文库处理的 粒子模型，用粒子模型的分子动理论能解释气体 的压强等等。 用波动模型可以解释机械波（如声波）和电磁 波（如光）的干涉、衍射、偏振等现象。
2.经典物理学中，粒子运动的基本特征是什么？波的基本 特征又是什么？
经典粒子的基本特征：有一定的的空间大小， 有一定的质量，有的有电荷。只要知道物体的初 始条件（初始位置、初速度）以及受力情况，由 牛顿第二定律可知，就能确定它们以后任意时刻 的位置和速度，进而确定它们在空间中的运动轨 迹。 经典波的基本特征：经典的波在空间中是弥散 开来的，其特征是具有波长和频率，具有时空的 周期性。
二、概率波
1.如右图所示，在杨氏双缝干涉实 验中，出现了明暗相间的条纹，按 照光的波动理论如何解释条纹的明 暗？如果用光子学说如何解释条纹 的明暗呢？ 2.光的波动性是由光子之间的相互作用引起的？还是由 于光子本身引起的？为什么？ 3.简述波恩的光波理论。 4.通过所学的知识简述在什么条件下光表现出波动性，什 么情况下表示出粒子性？
17.4 概 率 波
一、经典的粒子和经典的波
阅读“经典的粒子和经典的波”这部分内容， 回答以下几个问题： 1.物理学家在解释粒子和波时建立了哪些模型？这 些模型有助于解释哪些现象？ 2.经典物理学中，粒子运动的基本特征是什么？波 的基本特征又是什么？ 3.可以看出经典的粒子和经典的波是完全不同的两 件事，但是在现代物理当中却是统一的，科学家 是如何把它们统一起来的呢？