高中物理第二章波和粒子.光是波还是粒子课件沪科版

又有粒子
顿效应
射
电磁波波速
特征
内容 要点
光是一种
光是一
光是由一
光是一种 光 是 一 种 电
概率波光
群弹性
份一份光
机械波 磁波
具有波粒
粒子
子组成的
二象性 5
学习·探究区 [要点提炼] 1．对光的波粒二象性的理解
本 学 案 栏 目 开 关
学案3
6
学习·探究区
学案3
本 学 案
2．光子的能量 E＝hν 和动量 p＝hλ 普朗克常量 h 把描述粒子性的 能量E 和 动量p ，
本
h
学
(2)光子的能量 E＝ hν 和动量 p＝ λ .左侧的物理量 E
案 栏
和 p 描述光的 粒子性，右侧的物理量 ν 和 λ 描述光的
目 开
波动 性， 普朗克常量h 架起了粒子性与波动性之间
关
的桥梁．
5．光是一种概率波
光的干涉和衍射图样，可以用光子在空间各点出现的
概率来解释，明条纹处是光子出现的概率 大 的区域，
动的规律确定，所以光波是一种概率波．
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学习·探究区
学案3
[要点提炼]
1．单个粒子运动的偶然性：我们可以知道粒子落在某点
本
的概率，但不能预言粒子落在什么位置，即粒子到达
学
案
什么位置是随机的，是预先不能确定的．
栏
目 2．大量粒子运动的统计规律：光在传播过程中，光子在
开 关
空间出现的 概率 可以通过波动规律确定，所以光波
开
关
D．由于光既具有波动性，又具有粒子性，无法只用其
中一种去说明光的一切行为，只能认为光具有波粒
二象性
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学习·探究区
学案3
解析 19 世纪初，人们成功地在实验中观察到了光的干 涉、衍射现象，这属于波的特征，微粒说无法解释．但到
了 19 世纪末又发现了光的新现象——光电效应，这种现
本 学
象波动说不能解释，证实光具有粒子性．因此，光既具有
学
案 图样呢？
栏 目
答案 图片上的亮点表明，光表现出粒子性，也看到光子
开 关
的运动与宏观现象中质点的运动不同，没有一定的轨
道．图丙和丁的图样说明，光的波动性是大量光子表现出
来的现象，在干涉条纹中，那些光波强的地方是光子到达
机会多的地方或是到达几率大的地方，光波弱的地方是光
子到达机会少的地方．光子在空间出现的概率可以通过波
4
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
A．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
本 学
B．光的波动性是光子本身的一种属性，不是光子之间
案 栏
的相互作用引起的
目 开
C．光表现出波动性时，就不具有粒子性，光表现出粒
关
子性时，就不具有波动性
D．光的波粒二象性应理解为：在某种情况下光的波动
性表现明显，在另外某种情况下光的粒子性表现明显
是一种 概率 波．
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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
栏
目
B．使光子一个一个地通过双缝干涉实验装置的单缝，
开
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学习·探究区
学案3
本 解析 光与其他物质相互作用时表现为粒子性，光在传播
学 时表现为波动性．光的波动性与粒子性都是光的本质属
案
栏 目
性．故正确答案为 B、D.
开
关 答案 BD
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学习·探究区
学案3
二、再探光的双缝干涉实验
[问题设计]
双缝干涉实验中(如图 1 甲所示)，在光屏处放置照相底
本 学
关
如果时间很短，底片上将出现不太清晰的双缝干
涉图样
C．大量光子的运动显示光的波动性
D．个别光子的运动显示光的粒子性，光只有波动性没
有粒子性
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学习·探究区
学案3
解析 光的波动性是统计规律百度文库结果，对个别光子我们无
栏 目
与描述波动性的 频率v 、 波长λ 紧密联系在一起，
开
关
生动地说明光具有波粒二象性．
7
学习·探究区
学案3
例 1 有关光的本性，下列说法正确的是
()
A．光既具有波动性，又具有粒子性，这是互相矛盾和
本
对立的
学
案
B．光的波动性类似于机械波，光的粒子性类似于质点
栏
目
C．大量光子才具有波动性，个别光子只具有粒子性
目 开
2．光子说：光不仅在发射和吸收时是一份一份的，而且
关
光本身就是由一个个 不可分割的能量子 组成的，光
子的能量 E＝ hν .
3．光电效应现象和康普顿效应表明，光具有粒子性，不
h 仅具有能量，还具有动量，光子的动量 p＝ λ .
2
知识·储备区
学案3
4．光的波粒二象性
(1)光是波，同时也是 粒子 ，即光具有波粒二象性．
暗条纹处是光子出现的概率 小 的区域，光是一种概
率波.
3
学习·探究区
学案3
一、对光的波粒二象性的理解
本 学
[问题设计]
案 栏
联系回顾光的波动理论的发展过程，结合现学知识说
目 开
明：哪些现象说明光具有波动性？哪些现象说明光具
关
有粒子性？人们对光的本性的认识发展史经过哪几个
阶段？从理论上如何说明光具有波粒二象性？
片，并设法减弱光的强度，使光子只能是一个一个地
案 栏
通过狭缝．
目
开
关
图1
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学习·探究区
学案3
如图乙所示，曝光时间短时，可看到底片上出现一些不规
则分布的亮点，如图丙所示，延长曝光时间，底片上出现
的亮点更多了，曝光时间足够长，有大量光子通过狭缝，
底片上出现了规则的干涉条纹，如图丁所示．
本 如何解释曝光时间较短时的亮点和曝光时间较长时的干涉
案 栏
波动性，又具有粒子性，但不同于宏观的机械波和粒子．波
目 开
动性和粒子性是光在不同的情况下的不同表现，是同一客
关 观事物的两个不同侧面、不同属性，我们无法用其中一种
去说明光的一切行为，只能认为光具有波粒二象性．故选
项 D 正确．
答案 D
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学习·探究区
学案3
针对训练 对光的认识，下列说法中正确的是 ( )
学案3
学案 3 光是波还是粒子
本
学 案
[学习目标定位]
栏 目
1.知道光的波粒二象性，理解其对立统一的关系.
开 关
2.知道光是一种概率波，知道概率波的统计意义.
3.会用光的波粒二象性分析有关问题．
1
知识·储备区
学案3
本 学
1．光是一种电磁波，具有波动性，具有 干涉 和 衍射 等
案 栏
波所特有的性质．