光的波动性和粒子性
光的波动性与粒子性的实验
光的波动性与粒子性的实验光既有波动性，又有粒子性，这是物理学中的一个非常有趣和复杂的问题。
许多实验被设计来研究光的这种双重性质。
本文将介绍一些经典的实验，并探讨它们的结果如何支撑光的波动性和粒子性。
实验一：杨氏双缝干涉实验在1799年，托马斯·杨进行了杨氏双缝干涉实验，这是一项经典的对光波动性的证明。
实验中，他利用一个狭缝装置，将光束通过两个紧密排列的狭缝，观察到了明暗交替的干涉条纹。
这表明光具有波动性，像水波一样会产生干涉现象。
直到后来，杨的实验受到了更进一步的发展和探索，包括使用单一光子的Young-Helmholtz双缝干涉实验等。
这些实验证明，即使只有一个光子通过双缝装置，也会在幕后形成干涉图案，说明光也具有粒子性。
实验二：康普顿散射实验康普顿散射实验是20世纪20年代提出的，由阿瑟·康普顿进行的一项实验。
他发现，当X射线与电子碰撞时，X射线的散射角度会随着电子的速度和入射角度发生变化。
这一实验结果揭示了光子与电子碰撞的粒子性质。
康普顿的实验为光的粒子性提供了实质性的证据。
实验三：光电效应实验光电效应实验是另一个重要的实验证明光的粒子性。
在这个实验中，当光照射到金属表面时，会产生能量足以将电子从金属中释放出来的电子。
斯特恩-格拉赫实验进一步证实了光具有粒子性，因为光在碰撞物体表面时，会对其产生微弱的压力。
结论通过以上实验，我们可以清楚地看到光的波动性和粒子性。
杨氏双缝干涉实验和康普顿散射实验展示了光的波动性和粒子性，而光电效应实验证明了光的粒子性。
这些实验结果丰富了我们对光本质的理解。
然而，要完全理解光的双重性质还有许多未解之谜。
当前的科学研究正在不断深入探索光的本质，并努力解释其既有波动性又有粒子性的奇特现象。
光的双重性质的深入研究不仅对于理论物理学的发展具有重要意义，也对日常应用中的光学技术和设备有着重要的指导作用。
总结光的波动性和粒子性是物理学领域中备受关注的课题。
光的波动性与光的粒子性
光的波动性与光的粒子性光是一种电磁波，具有波动性和粒子性两个方面的特性。
光的波动性表现为光的传播遵循波动方程，能够产生干涉、衍射等波动现象；而光的粒子性则表现为光的能量以离散的粒子形式传播，被称为光子。
这两个方面的特性构成了光在宏观和微观层面上的独特行为。
光的波动性是指光在传播过程中表现出的波动现象。
根据麦克斯韦方程组和电磁波理论，光是由电场和磁场交替变化而组成的电磁波。
光的传播满足波动方程，可以用波长、频率、波速等参数进行描述。
在光与物质相互作用时，光的波动性可以解释干涉和衍射现象。
光的干涉是指两束或多束光波相互叠加、增强或减弱的现象，它可以产生明暗相间的条纹。
例如，干涉现象在杨氏双缝实验中得到了清晰的观察和解释。
光的衍射是指当光波传播到物体边缘或经过小孔时，会发生弯曲，使光线绕过物体后形成弯曲的扩散波前。
这种现象在日常生活中常常可以观察到，例如太阳光透过云彩时的模糊边缘。
光的粒子性是指光在能量传递上以离散的粒子形式进行传播。
爱因斯坦在20世纪早期提出了光的粒子性的概念，将光的能量量子化为光子。
光子是光的最小粒子单位，具有一定的能量和动量。
光的粒子性可以解释光的吸收和发射现象。
当光与物质相互作用时，光子被吸收或发射，使得电子从一个能级跃迁到另一个能级。
这一过程可以用于激光技术、光电子学等领域。
例如，激光是由光子组成的高能量、单色性和相干性非常强的光束，广泛应用于科学研究、医疗、通信等领域。
光的波动性和粒子性并不矛盾，而是相互补充的两个方面。
在某些实验中，光既表现出波动性，又表现出粒子性。
例如，杨氏双缝实验中，通过光的干涉条纹可以观察到光的波动性，但当光强度足够弱时，可以观察到光的粒子性现象，即光子一个一个地经过双缝，逐个地被探测器接收到。
这种现象被称为光的波粒二象性。
光的波动性和粒子性的表现形式取决于实验的条件和观测的方式，没有单一的解释可以完全描述光的行为。
总之，光既是一种电磁波，具有波动性，又是由光子组成的粒子流，具有粒子性。
光的波动性与粒子性光的干涉衍射与光子假说
光的波动性与粒子性光的干涉衍射与光子假说光学是研究光的本质和行为的科学领域。
在光学的发展历程中，对光的性质进行了深入的研究。
一方面，光表现出波动性，可以发生干涉和衍射现象；另一方面，光也表现出粒子性，可以看作是由光子组成的微粒。
因此，光既有波动性又具有粒子性，这就是光的波粒二象性。
光的波动性使得其可以干涉和衍射，这几个现象是波动理论的重要证据之一。
干涉是指光的两个或多个波的叠加产生明暗相间的现象。
干涉现象可以通过一个简单的实验来观察。
取一个光源，通过其发出的光通过一个狭缝，光通过狭缝后将形成一个狭缝的波前，通过狭缝的波前会形成一条波射线。
当两根波射线相遇时，它们会发生干涉，形成明暗相间的条纹。
这种干涉现象被称为干涉条纹。
衍射是指当光通过一个孔或者狭缝时，光的波前的传播方向发生改变，出现朝不同方向弯曲的现象。
衍射是光波经过障碍物或缝隙后的现象，是光的波动性的表现。
衍射实验可以用一块具有小孔的屏幕来观察。
当光通过小孔时，光会朝不同方向进行扩散，形成一个圆形的图案。
这种现象就是光的衍射现象。
以上实验结果表明光具有明显的波动性。
然而，当研究者深入探究光的性质时，他们发现了光的粒子性。
根据普朗克和爱因斯坦的理论，光可以被看作是由一系列的能量量子组成的小颗粒，这些小颗粒被称为光子。
光子具有动量和能量，可以与其他物质相互作用。
关于光子与物质的相互作用，有一系列的证据来支持这个光子假说。
例如，光子可以激发物质发生电子跃迁，从而形成发光现象。
光的粒子性和波动性看似矛盾，但实际上它们是可以相互转化的。
根据波粒二象性理论，光既可以是一束波动的光波，又可以是由光子组成的粒子流，这取决于我们观察光的方式。
在某些实验条件下，光会表现出波动性，而在另一些实验中，光会表现出粒子性。
这种波-粒二象性的存在，给了我们更深入地理解光的本质和行为的机会。
综上所述，光作为一种电磁波，既具有波动性又具有粒子性。
光的波动性使其可以发生干涉和衍射现象，提供了波动理论的证据；光的粒子性使其可以被看作是由能量量子组成的光子流，这一理论被称为光子假说。
光的粒子性和波动性的表现
光的粒子性和波动性的表现
光的粒子性和波动性的表现有哪些？
波动性:光的干涉,衍射,偏振光透过偏振器件光强所遵循的马吕斯定律也可以说明光的
波动性
粒子性:光电效应,康普顿效应
a粒子的散射实验证明的是原子的核式结构,而不是光的粒子性
光照射到金属表面，然后斤数里的电子从表面逸出，这种现象证实了光的粒子性，另
外光还具有波动性，衍射实验就展现了光的波动性，光的粒子性和波动性的表现各有
不同，那么光的粒子性和波动性的表现是什么呢？光的粒子性通常涉及到能量交换时
体现，表现有光的直线传播、光电效应、氢光谱的原子特征光谱不连续、康普顿效应、干涉实验等。
光的波动性通常在传播的过程中体现，表现有光的干涉、衍射、偏振、
光的电磁波属性、马吕斯定律、光的色散、反射、折射等。
光的波动性是光会衍射、干涉等波的现象，典型的就是双缝干涉。
光的粒子性是光像小颗粒一样，典型的就是光电效应，光子像子弹一样“打”出电子。
当然波动性和粒子性都是硬币的两面，至于用那一面说话，取决于那一面更方便，或
者说更适合。
一般来说，光的波长越短，对应的单个光子能量越高，光的粒子性越强，像伽马射线，X射线；而光的波长越长，单个光子能量越低，光的波动性越强，像红
外线、微波等一般只提波动性。
单光子双缝干涉中，光即表现出波动性又表现出粒子性。
光的波动性与粒子性
起偏与检偏
使自然光变成偏振光的过程称 为起偏，检验光的偏振状态的 过程称为检偏。
马吕斯定律
描述偏振光通过检偏器后光强 与检偏器透振方向夹角的关系 的定律，是偏振光学的基本定 律之一。
02
光的粒子性
光电效应
光电效应现象
当光照射在金属表面时，金属会吸收光子的能量并释放出电子， 形成电流。
光电效应的解释
薄膜干涉
光照射在薄膜上，由于光的反射和折射，使得光在 薄膜的前后两个表面发生干涉，形成彩色条纹。
牛顿环
当平行单色光垂直照射到凸透镜或凹透镜时，在透 镜的反射相面上会出现以接触点为中心的环状干涉 条纹，称为牛顿环。
光的衍射现象
80%
单缝衍射
光通过一个小缝隙后，会在屏幕 上形成衍射条纹，这是光波动性 的又一表现。
使用激光源、双缝装置、屏幕等搭 建实验系统，观察并记录干涉条纹 。
实验结果与意义
干涉条纹的出现表明光具有波动性 ，为光的波动理论提供了有力证据 。
单光子源与单光子探测器
单光子源技术
利用量子点、单原子等实现单光子的发射，为量子通信和量子计 算提供光源。
单光子探测器原理
通过雪崩光电二极管等器件，实现对单个光子的探测和计数。
面临的挑战
实现大规模、高可靠性的量子计算仍然面临很多技术挑战，如量子比 特的退相干、误差校正等。
量子通信与网络安全
量子密钥分发
利用量子力学中的不确定性原理和不可克隆定理，实现安全的密 钥分发，保障通信安全。
量子隐形传态
通过量子纠缠等特性实现信息的隐形传输，提高通信效率和安全 性。
面临的挑战
实现远距离、高效率的量子通信需要克服信道损耗、退相干等问 题，同时还需要建立完善的安全协议和标准。
光的波动性和粒子性的解释
光的波动性和粒子性的解释光是我们日常生活中非常常见的现象，它既可以以波的形式传播，也可以以粒子的形式产生效应。
这种既有波动性又有粒子性的性质，使得对光的解释成为科学界长期以来的一个难题。
本文将深入探讨光的波动性和粒子性的解释，以期更好地理解这一现象。
光的波动性让它成为一种电磁波，这是麦克斯韦方程组所描述的物理现象。
电场和磁场的作用下，光呈现出具有波动性的特征，如干涉、衍射和折射等。
干涉现象是指两束或多束光相互作用后产生的干涉条纹，这一现象可以被类比为水波在遇到障碍物时形成的波纹。
而衍射现象则是指光通过一个开口或绕过一个边缘后的弯曲传播，形成一系列的弯曲效应。
这些现象都说明了光的波动性。
然而，对于光的粒子性，人们要追溯到20世纪初爱因斯坦的光量子假设。
爱因斯坦提出，光是由一个个微粒组成的，这些微粒被称为光子。
光的粒子性在很多实验中得到了验证，比如光电效应、康普顿散射等。
光电效应是指当光照射到金属表面时，会使金属中的电子从表面释放出来。
根据热力学和电磁理论，当光以电磁波的形式传播时，金属表面应该能够吸收光的能量，并从而引发电子的运动。
然而实验证明，只有当光的能量大到一定程度时，金属才会发生光电效应。
这表明光的粒子性，即光子的能量是离散的，只有达到一定能量阈值时才能引发光电效应。
光的波动性和粒子性看似相互矛盾，但其实这只是对光性质的不同角度的描述。
波动性和粒子性并不完全排斥，而是通过波粒二象性的解释来统一起来。
波粒二象性认为，光既可以以波的形式传播，又可以以粒子的形式产生效应。
在某些情况下，光呈现出粒子的行为，以光子的形式参与相互作用；在其他情况下，光呈现出波的特征，如干涉和衍射现象。
这种波粒二象性的解释在量子力学领域有着广泛的应用，不仅适用于光，还适用于其他微观粒子，如电子和中子等。
波粒二象性的解释给光学和量子力学研究带来了很多的启示。
例如，在光学领域，我们可以通过干涉和衍射等实验来研究光的波动性，并设计出各种各样的光学仪器。
高中物理实验测量光的波动与粒子性质的实验解释
高中物理实验测量光的波动与粒子性质的实验解释光既显示波动性又显示粒子性，这一观点是物理学学科中的一个基本问题。
为了解释这个问题，人们通过实验进行了深入研究。
本文将介绍几个高中物理实验，通过测量结果解释光的波动性和粒子性。
实验一：干涉实验干涉实验是证明光波动性的经典实验之一。
它基于当两束光波相遇时，会产生明暗交替的干涉条纹。
实验步骤如下：1. 使用波长相同的两束单色光源，例如两个相干的激光器，确保它们具有相同的频率和波长。
2. 将这两束光引导到一个狭缝后面，并让它们通过一个狭缝，使它们重叠在一个屏幕上。
3. 观察屏幕上的亮暗交替的干涉条纹。
通过这个实验，我们可以看到光的波动性。
当两束光的波峰和波谷重合时，会产生亮条纹；当它们相互推移半个波长时，会产生暗条纹。
这表明光是以波动的形式传播的。
实验二：光电效应实验光电效应是光显示粒子性的重要实验现象。
在这个实验中，我们用光照射金属，观察是否能释放出电子。
实验步骤如下：1. 使用一个光源，例如氢气放电管，将它的紫外线辐射照射到一个金属表面上。
2. 让金属表面连接到一个电路中。
3. 通过电路来测量金属表面是否有电流流过。
实验结果显示，只有当光的频率高于一定的阈值时，金属表面才会释放出电子。
这个实验结果表明光以粒子的形式传播，由光的能量决定金属表面是否能放出电子。
实验三：缝隙实验（杨氏实验）缝隙实验是证明光的波动性的另一重要实验。
它基于当光通过一个缝隙时，会发生衍射现象，形成一系列明暗相间的衍射条纹。
实验步骤如下：1. 使用一个狭缝光源，并将光传导到一个狭缝后面。
2. 让光通过一个狭缝，并观察在一固定位置上的屏幕上的衍射条纹。
实验结果显示，通过狭缝的光发生衍射，形成一系列明暗相间的衍射条纹。
这表明光以波动的形式传播，并且在通过狭缝时会产生衍射现象。
通过以上实验，我们可以看到光既表现出波动性，例如干涉实验和缝隙实验中的明暗交替的干涉条纹和衍射条纹；又表现出粒子性，例如光电效应实验中的释放电子现象。
光的波动性和粒子性
光的波粒二象性的发现是物理学发展史上的一个重要里程碑。它不仅解决了经典物理与量子物理之间的矛盾，也为量子力学的发展奠定了基础。此外，它也提醒我们，在描述自然现象时，不能只看到表面现象，而需要深入了解其本质
01
总结起来，光是一种具有独特性质的物质。它既有波动性，也有粒子性。这两种性质在不同的场合下表现出来，形成了光的波粒二象性。这种特性让我们对光的理解更加深入，也为我们探索自然现象提供了新的视角和工具
量子力学是描述微观粒子行为的物理学理论，而光作为能量传递的方式，也应该具有一定的粒子性质。这种对光的粒子性质的研究导致了量子力学的发展。在量子力学中，光被描述为光子的集合，光子的能量是离散的、不可分割的量子
光的波动性和粒子性
康普顿散射实验进一步证实了光的粒子性。这个实验中，高能光与物质相互作用时，光子与原子碰撞并改变方向而发生散射。通过测量康普顿散射的角度和能量变化，我们可以推断光子的动量和能量。这个实验结果与光的粒子模型相符，而与经典的波动模型不符
光的反射和折射也是波动性的表现。当光遇到平滑的表面时，会按照特定的角度反射；当光通过两种不同介质的界面时，会发生折射现象。这些现象都遵循光的波动理论
光的波动性和粒子性
光的粒子性
光电效应是光的粒子性的一个重要证据。当光照射到金属表面时，会释放出电子。这个现象不能用光的波动模型来解释，而需要用光的粒子模型来解释
光的波动性和粒子性
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光的波动性和粒子性
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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光是一种非常奇特的现象，它同时具有波动性和粒子性
这两种性质分别构成了经典光学的波动模型和量子光学的粒子模型
光的波动性和粒子性
光的波动性
光的波动性最明显的表现是干涉和衍射现象。干涉是指两束或多束相干光波在空间某一点叠加时，形成明暗相间的条纹的现象。而衍射则是光波遇到障碍物或通过孔洞时，发生绕射或穿过现象。这两种现象都是波动性质的具体体现
高中物理实验测量光的波动性与粒子性质
高中物理实验测量光的波动性与粒子性质光是一种既有波动性又有粒子性质的电磁辐射。
为了更好地理解光的这两种特性，高中物理课程中通常会进行一系列实验来测量光的波动性和粒子性质。
本文将介绍一些常见的实验方法，并解释其原理和实验步骤。
一、杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验是一种测量光的波动性的经典实验。
实验装置包括一束单色光源、一个狭缝、一个屏幕和两个紧邻的狭缝。
实验步骤如下：1. 将单色光源置于一定距离处，保证光线平行。
2. 在光源与屏幕之间放置一个狭缝，使光线通过狭缝射到屏幕上，在屏幕上形成一条亮度均匀的中央光条。
3. 在中央光条两侧的屏幕上各加一个紧邻的狭缝。
4. 观察屏幕上的干涉条纹，通过测量条纹间距和角度，可以计算出光的波长和波速。
二、光电效应实验光电效应实验是一种测量光的粒子性质的实验。
实验装置包括一个金属阴极、一个金属阳极和一个光源。
实验步骤如下：1. 将金属阴极和金属阳极连接到电路中。
2. 通过调节电路中的电压，使金属阴极的电势低于金属阳极。
3. 将光源照射到金属阴极上，观察是否有电流通过。
4. 改变光源的强度和频率，观察电流的变化。
通过测量电压和光强对电流的影响，可以得出光电效应的一些重要规律，如光电子的动能与光强之间的关系。
三、康普顿散射实验康普顿散射实验是一种测量光的粒子性质的重要实验。
实验装置包括一个射束源、一个散射器、一个散射角测量装置和一个探测器。
实验步骤如下：1. 将射束源发出的单色光束照射到散射器上。
2. 观察经过散射后的光的方向和能量变化，通过测量散射角和能谱分布等参数，可以计算出光子和电子之间的动量差和反冲角。
通过康普顿散射实验，可以验证光具有粒子性质，同时得到一些关于光子能量、动量和电子动量之间的关系。
综上所述，高中物理实验是深入理解光的波动性和粒子性质的重要途径。
杨氏双缝干涉实验和光电效应实验可以对光的波动性和粒子性质进行测量和验证，而康普顿散射实验则可以进一步探究光的粒子性质。
光的波动和光的粒子性
光的波动和光的粒子性光既具有波动性，又有粒子性，这是光学领域的一个重要原理。
本文将探讨光的波动和光的粒子性，并讨论它们在不同实验和观察中的影响。
一、光的波动性光的波动性最早由英国科学家哈弗斯提出，并由杨氏干涉和菲涅尔衍射实验得到证实。
根据这些实验结果，我们可以看出光在传播过程中表现出波动性的特征。
1. 波动性的特征光具有干涉和衍射现象，这表明光具有波动性。
干涉是指光波的叠加，当两个或多个光波相遇时，它们会产生明暗相间的干涉条纹。
衍射是指光波通过有限大小的障碍物传播时，会发生弯曲和扩散现象。
除了干涉和衍射，光还符合波动方程，表现出相位、频率和振幅等波动特征。
这一系列的实验结果表明，光在传播过程中具有波动性，可以用波动理论来解释和描述。
2. 光的波长和频率光的波长和频率是描述光波动性的重要参数。
波长（λ）是指光波在单位时间内向前传播的距离，通常以纳米或微米为单位表示。
频率（ν）是指单位时间内光波振动的次数，通常以赫兹（Hz）为单位表示。
根据光的波长和频率的关系，我们可以得到光速与波长、频率的关系，即c = λν，其中c代表光速。
这也是著名的光速公式，它揭示了波动性对光速的影响。
二、光的粒子性光的粒子性最早由爱因斯坦提出，并由光电效应实验得到证实。
根据这些实验结果，我们可以看出光也具有粒子性的特征。
1. 粒子性的特征光在和物质相互作用时，表现出粒子性的特征。
其中最典型的实验是光电效应实验，当光照射到金属表面时，在特定条件下，会引起电子的发射。
这个实验结果表明光具有粒子性，也称为光子（photon）。
光子是光的基本粒子，它的能量和频率之间的关系可以通过普朗克公式E = hν来描述，其中E代表能量，h代表普朗克常数。
根据这个公式，我们可以看出，光子的能量与光的频率成正比。
2. 光的光量子光的粒子性还可以通过光的光量子来描述。
光的光量子是指在特定频率下，单位面积和单位时间内通过的光子数目。
光量子也称为辐照度，通常以瓦特每平方米（W/m²）表示。
光的波动性与粒子性光的本质之争
光的波动性与粒子性光的本质之争光是一种世界上最为普遍的物质，它既具有波动性，又具有粒子性，这一特性一直是物理学界的一个重大难题。
光的波动性由于其传播和干涉现象的存在而被广泛接受，而粒子性则源于光的能量量子化，即存在于一系列离散能量单位中。
然而，在两个理论之间，关于光的本质到底是波动还是粒子，科学家们一直争论不休。
光的波动性首次被揭示是在17世纪，由荷兰物理学家Christian Huygens提出的波动理论。
他认为光是一种以横向波动方式传播的波动现象。
这一理论成功解释了光的传播、入射角和反射角之间的关系，并且与波动现象如干涉、衍射等现象相吻合。
在随后的两个世纪里，波动理论逐渐被广泛接受，成为解释光现象的主导理论。
然而，19世纪末，Max Planck的黑体辐射实验及Einstein的光电效应实验提出了一个令人困惑的问题：光的粒子性。
根据Planck的理论，辐射能量是以离散的方式传播的，而非连续的，这种能量被称为“能量量子”。
而后根据Einstein的实验，他发现光以粒子的形式照射在金属上，可以引发电子的电离。
这两个实验的重要性在于它们首次表明光既具有波动性，又具有粒子性。
为了解决光的本质之争，意大利物理学家Guglielmo Marconi尝试将光束分割成很小的微粒，使用特殊的反射镜和棱镜进行实验。
由此，他提出了量子光学理论，即光子理论。
他认为光是由一系列离散的粒子（光子）组成，这些粒子具有动量和能量。
这一理论在解释一些光的行为时非常成功，如光电效应和康普顿散射。
除了波动理论和量子光学理论外，还有一种更新的理论，即量子电动力学（QED），由Richard Feynman和Julian Schwinger等科学家共同发展而成。
这个理论揭示了光的本质更加复杂和模糊，认为光实际上是一种电磁波的量子。
根据QED理论，光的波动性和粒子性之间的衍射、干涉等现象可以用量子电动力学的计算框架解释。
虽然存在着波动理论、光子理论和QED理论这三种对光本质的解释，但迄今为止，没有一种理论能够完全解释光的特性。
光的波动性与粒子性
“牛顿环”
增透膜的厚度等于光波波长1/4 （注意：是指光在增透 膜中的波长，数值上等于光在空气中波长的1/n，n为 增透膜的折射率）
1．在双缝干涉实验中．双缝到光屏上P点的距离之差d＝
0.6μm；若分别用频率为f1＝5.0×1014Hz和频率为f2＝ 7.5×1014Hz的单色光垂直照射双缝，则P点出现条纹的
【答案】 红外 热 波长较大 衍射
例1．在真空中频率为4×1014Hz的是红光，频率为 6×1014Hz的是绿光，现在有一束单色光，它在n=1.5的 玻璃中，波长为5000Å，它在这种玻璃中的频率是多少？ 是什么颜色？在真空中的频率是多少？又是什么颜色？
分析：光的频率决定于光的颜色，光从一种介质传到另
光的干涉现象及其常见的应用
杨氏双缝干涉的定量分析
如图24—2—2所示，缝屏间距L远大于双缝间距d，O点
与双缝S1和S2等间距，则当双缝中发出光同时射到O点附
近的P点时，
两束光波的路程差为δ=r2－r1.
两束光波的路程差为δ=r2－r1. 由几何关系得：r12=L2+(x－d/2)2，
r22=L2+(x+d/2)2. 考虑到 L》d 和 L》x，
术
照相底片感光（化学效应）
核技术
LC电路中 自由电子 的的振荡
原子的外层电子受到激发
原子的内 原子核受 层电子受 到激发
到激发
通讯，广 加热烘干、 照明，照 播，导航 遥测遥感， 相，加热
医疗，导 向等
日光灯， 检查探测， 探测，治 黑光灯手 透视，治 疗等 术室杀菌 疗等 消毒，治 疗皮肤病
等
8．让电炉丝通电，在电炉丝变红之前，站在电炉旁的 人就有暖和的感觉．这是由于电炉丝发出了_______ 线，而该线的_______作用较大；用红外线进行高空 摄影，是因为_______，比可见光_______现象还显著，
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。
光的粒子性和波动性的应用
光的粒子性和波动性的应用光是一种既具有粒子性又具有波动性的电磁辐射，其独特的性质使得光在各个领域得到广泛应用。
本文将探讨光的粒子性和波动性，并介绍它们在现实生活中的一些应用。
一、光的粒子性光的粒子性主要表现为光的能量的离散性。
根据量子理论和爱因斯坦的光电效应实验，光被看作是由能量离散的粒子组成的，这些粒子被称为光子。
光子的能量与它们的频率成正比，即E = hν，其中E为光子的能量，h为普朗克常数，ν为光子的频率。
1. 光电效应的应用光电效应是光与物质相互作用的一种现象，当光照射到金属上时，金属中的电子吸收光子的能量，从而获得足够的能量跳到金属的导带中。
这个现象被广泛应用于太阳能电池板中。
光电效应的应用使得我们可以将光能转化为电能，实现可再生能源的利用。
2. 光学通信的应用光学通信是一种将信息通过光信号传输的技术。
由于光的粒子性，光信号可以被编码成光脉冲的形式，然后通过光纤进行传输。
光纤的低损耗和高带宽特性使得光学通信成为了信息传输的首选方式。
光学通信的应用已经普及到各个领域，包括互联网、电视、电话等。
二、光的波动性光的波动性主要表现为光的干涉和衍射现象。
光的波动性是由光的电场和磁场相互作用产生的结果，光波的传播速度可以用光速c来表示。
1. 干涉的应用干涉是指两束或多束光波相遇时发生的相互作用现象。
根据光的波动性，当两束光波相遇时，它们会发生叠加，形成明暗交替的干涉条纹。
这一原理被应用于干涉仪，如迈克尔逊干涉仪和杨氏双缝干涉实验中。
干涉的应用还包括激光干涉测量、光学薄膜的设计等。
2. 衍射的应用衍射是光波经过障碍物或通过狭缝时发生的波动现象。
根据光的波动性，当光通过狭缝或穿过物体边缘时，光波会向周围扩散。
衍射现象被广泛应用于显微镜、望远镜、光栅等光学仪器中。
例如，显微镜的原理是通过光的衍射使得被观察物体的细节可以被放大。
总结：光的粒子性和波动性是光的两个基本特性，它们共同构成了光学的基础。
光子的离散能量和光的干涉、衍射现象的应用使得光在许多领域发挥了重要的作用，如光电效应在太阳能电池板中的应用、光学通信的实现以及干涉和衍射在光学仪器中的应用等。
光的波动性和粒子性
光的波动性和粒子性光是一种经过长期研究而产生了许多有趣和令人困惑的性质的电磁辐射。
在过去的几个世纪里，科学家们一直在探索光的本质，并逐渐发现了光的波动性和粒子性。
1. 光的波动性光的波动性最早由荷兰物理学家克里斯蒂安·惠更斯在17世纪提出。
他观察到光线在通过狭缝和障碍物时会发生衍射和干涉现象，这表明了光的波动性。
衍射是指光线通过孔隙或缝隙时发生弯曲并扩散出去的现象。
实验显示，当光通过具有相似尺寸的孔隙时，光线呈现出具有波纹的图案，这是光的波动性的显著特征。
干涉是指两束或多束光波相遇时产生明暗相间的条纹图案的现象。
一束光波会与相同频率和相位的另一束光波相叠加，形成干涉图案。
这进一步证明了光的波动性。
2. 光的粒子性光的粒子性最早由德国物理学家马克斯·普朗克在20世纪初提出，并由爱因斯坦在光电效应方面的研究中得到证实。
光在某些实验条件下表现出粒子的行为，这被称为光的粒子性，也被称为光子。
光电效应是指当光照射到金属表面时，金属会发射电子的现象。
爱因斯坦通过解释光电效应提出了光子的概念，认为光由一连串能量分离的粒子组成，这些粒子被称为光子。
进一步的研究发现，光的粒子性还可以通过康普顿散射实验证实。
康普顿散射是指高能光子与物质中的电子发生碰撞，并改变了其传播方向和能量。
这种行为与粒子之间的弹性碰撞类似，再次证明了光子的存在。
3. 光的波粒二象性实际上，光既具有波动性又具有粒子性，这被称为光的波粒二象性。
根据量子力学的理论，光的性质可以根据不同的实验条件和观测方式出现不同的表现。
在一些实验中，光会表现出波动性，如干涉和衍射现象。
而在其他实验中，光会表现出粒子性，如光电效应和康普顿散射实验。
这种二象性的存在挑战了人们对光的直观理解，并且深化了对光本质的认识。
近年来，科学家们通过先进的技术和仪器，如双缝干涉实验和单光子实验，对光的波粒二象性进行了更深入的研究。
这些实验的结果进一步验证了光既具有波动性又具有粒子性的事实。
为什么光可以同时呈现出粒子和波动两种形态？
为什么光可以同时呈现出粒子和波动两种形态？光，既有波动性，又有粒子性。
这听起来似乎很奇怪，但它却是光学中的一个经典问题。
为什么光会同时呈现出粒子和波动两种形态？为了解答这个问题，我们需要深入探究光的本质。
1. 光是一种电磁波，它在真空中的传播速度为光速，即约为每秒299,792,458米。
在空气或真空中，光的波长在紫外线到红外线之间，光的颜色由波长决定。
电磁波的特点是在真空中传播时速度不变，在介质中传播时速度会减慢，而光就是这样的一种电磁波。
2. 光也是一种粒子20世纪初，人们通过对光的研究，发现了光的另一种属性——光也可以看作是由许多微小的粒子组成，这些粒子被称为光子。
光子的能量和频率成正比，而波长和频率成反比。
3. 光既有波动性，又有粒子性从上述的描述可以看出，光同时具有电磁波和粒子两种性质。
事实上，这种“波粒二象性”不仅适用于光，还适用于量子力学中的所有基本粒子，如电子、质子等。
光的波动性和粒子性不是分别存在的，而是共存的。
4. 光的波粒二象性可以用量子力学理论解释光的波粒二象性是一个经典的难题，不过通过量子力学的理论研究，我们对此可以有更为深入的认识。
在量子力学中，波动和粒子性是通过不同的理论框架来描述的。
电磁波用麦克斯韦方程组描述，而粒子性则用量子力学理论来描述。
量子力学中的波粒二象性是统计解释的，不同实验条件下，光既可以表现出波的特性，也可以表现出粒子的特性。
因此，我们可以得出一个结论，即光的波粒二象性是量子力学解释下的自然现象。
总的来说，光的波粒二象性的存在，是由于光的本质即电磁波和微粒子之间的特殊关系所决定的。
这种波粒二象性的存在，为人类的科学探索带来了许多的挑战，也为科学家们提供了更深入的思考空间，有利于人类对世界本质的理解和探求。
学习光的波动性和粒子性
学习光的波动性和粒子性光的波动性和粒子性是物理学中的重要概念，它们可以帮助我们更好地理解光的本质和光现象。
光的波动性主要体现在光的干涉、衍射和偏振等现象中，而光的粒子性主要体现在光的吸收、发射和散射等现象中。
一、光的波动性1.干涉现象：当两束或多束相干光相互叠加时，它们会在某些区域产生加强干涉，而在其他区域产生减弱干涉。
这种现象称为光的干涉现象。
2.衍射现象：当光通过一个狭缝或物体时，光会发生弯曲和扩展现象，这种现象称为光的衍射现象。
3.偏振现象：光是一种横波，光的偏振现象是指光波的振动方向在特定平面内进行限制。
偏振光具有特定的偏振方向，可以通过偏振片来观察和控制。
二、光的粒子性1.吸收现象：当光照射到物质上时，光会被物质吸收，使物质的能量状态发生改变。
这种现象表明光具有粒子性。
2.发射现象：当物质从高能级跃迁到低能级时，会发射光子。
这种现象也表明光具有粒子性。
3.散射现象：当光穿过物质时，光会发生散射。
散射现象可以分为弹性散射和非弹性散射。
弹性散射主要发生在光与物质相互作用较弱的情况下，非弹性散射则发生在光与物质相互作用较强的情况下。
光的波动性和粒子性是光现象的两个重要方面，它们在物理学、光学和其他领域中都有广泛的应用。
通过对光的波动性和粒子性的学习，我们可以更好地理解光的本质和光现象，为今后的学习和研究打下坚实的基础。
习题及方法：1.习题：简述光的干涉现象。
方法：光的干涉现象是指两束或多束相干光相互叠加时，它们会在某些区域产生加强干涉，而在其他区域产生减弱干涉。
加强干涉的区域称为亮条纹，减弱干涉的区域称为暗条纹。
2.习题：解释光的衍射现象。
方法：光的衍射现象是指光通过一个狭缝或物体时，光会发生弯曲和扩展。
当狭缝宽度或障碍物尺寸与光波波长相当或更小的时候，衍射现象更加明显。
衍射现象可以产生明暗相间的衍射条纹。
3.习题：说明光的偏振现象。
方法：光的偏振现象是指光波的振动方向在特定平面内进行限制。
光的粒子性和粒子的波动性
2、在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实
验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、
乙光、丙光)，如图所示．则可判断出( )
B
A．甲光的频率大于乙光的频率 B．乙光的波长大于丙光的波长 C．乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率 D．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电
若光子和外层电子相碰撞，光子有一部分能量传给电
子，散射光子的能量减少，于是散射光的波长大
于入射光的波长。
hv
电子 hv'
碰撞前
第二十四页，共29页。
碰撞后
六、光子的能量与动量
Em2cEh
m h
c2
Pmch c2 •chc h
第二十五页，共29页。
17.3 粒子的波动性
一.光的波粒二象性
能量： Eh
hEk W0 或
Ek hW0
Ek
1 2
mevc2
——光电子最大初动能
W0 ——金属的逸出功
第十七页，共29页。
四.爱因斯坦的光电效应方程 （3）对光电效应的实验现象解释：
1、对于任何一种金属，都有一个极限频率，入射光的 频率必须大于极限频率，才能发生光电效应，低于这个频
率就不能发生光电效应； 2、光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随着入 射光的频率增大而增大； 3、入射光照到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的， 一般不超过10-9秒.
多晶 薄膜
Cs
1927年 G.P.汤姆逊（J.J.汤姆
U
孙之子） 也独立完成了电子衍 射实验。与 C.J.戴维森共获 1937
高压
屏P
年诺贝尔物理学奖。
此后，人们相继证实了原子、分子、中子等都具有 波动性。
光的粒子与波动性
光的粒子与波动性人类对于光的性质有着深入的研究，在这个过程中，光的粒子性和波动性成为了科学界研究的焦点之一。
光的粒子性和波动性是光学理论中的两个基本概念，它们分别通过光的行为和性质揭示了光的本质。
本文将从光的粒子性和光的波动性两个方面介绍光的性质。
首先，我们来谈谈光的粒子性。
光的粒子性是由爱因斯坦首次提出的。
他在研究光的行为时发现，光的能量传递是以一定量的能量量子的形式进行的，这些能量量子被称为光子。
光子具有能量和动量，可以在空间中传播。
光的粒子性最具代表性的实验是光电效应实验。
在光电效应实验中，光照射到金属表面会引起电子的发射。
根据经典电磁理论，预计光的强度越大，引起电子发射的电流应该越强。
然而实验结果却显示，当光的频率小于一定阈值时，无论光的强度如何增加，电流都没有明显变化。
这个实验结果只能通过光的粒子性解释。
根据光的粒子性，光的能量以光子的形式传递给电子，光子的能量由其频率决定。
当光的频率小于阈值时，光子的能量不足以克服金属表面电子与金属原子间的束缚力，因此无法引起电流。
而当光的频率大于阈值时，光子的能量能够大于束缚力，引发电子发射。
这一实验表明了光的粒子性在一定频率范围内成立。
其次，让我们转向光的波动性。
光的波动性是在实验中被发现的。
光的波动性最早由亨利.侯布洛吉在1801年的干涉实验中观察到。
干涉实验中，光通过一个狭缝后形成了一个弯曲的光的分布模式，这说明光在传播过程中发生了衍射和干涉现象。
衍射和干涉现象是波动现象的重要特征，而光的粒子性无法解释这一现象。
此外，光还具有反射、折射、散射等传统波动的行为。
这些实验证据表明光具有波动性。
光既具有粒子性，又具有波动性，这引发了科学家们的思考和挑战。
最终，爱因斯坦通过提出光的波粒二象性理论来解决这一问题。
据该理论，光既可以被看作是一种粒子—光子，也可以被看作是一种波动—电磁波。
光的性质则取决于光与观测者之间的相互作用。
在某些实验条件下，光的粒子性注意到；在另一些实验条件下，光的波动性显现。
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专题二光的波动性和粒子性
考情动态分析
该专题内容，以对光的本性的认识过程为线索，介绍了近代物理光学的一些初步理论，以及建立这些理论的实验基础和一些重要的物理现象.由于该部分知识和大学物理内容有千丝万缕的联系，且涉及较多物理学的研究方法，因此该部分知识是高考必考内容之一.难度适中.常见的题型是选择题，其中命题率最高的是光的干涉和光电效应，其次是波长、波速和频率.有时与几何光学中的折射现象、原子物理中的玻尔理论相结合，考查学生的分析综合能力.此外对光的偏振降低了要求，不必在知识的深度上去挖掘.
考点核心整合
1.光的波动性
光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光的偏振现象说明光波为横波，光的电磁说则揭示了光波的本质——光是电磁波.
（1）光的干涉
①光的干涉及条件
由频率相同（相差恒定）的两光源——相干光源发出的光在空间相遇，才会发生干涉，形成稳定的干涉图样.由于发光过程的量子特性，任何两个独立的光源发出的光都不可能发生干涉现象.只有采用特殊的“分光”方法——将一束光分为两束，才能获得相干光.如双缝干涉中通过双缝将一束光分为两束，薄膜干涉中通过薄膜两个表面的反射将一束光分为两束而形成相干光.
②双缝干涉
在双缝干涉中，若用单色光，则在屏上形成等间距的、明暗相间的干涉条纹，条纹间距
L Δx和光波的波长λ成正比，和屏到双缝的距离L成正比，和双缝间距d成反比，即Δx=
d λ.若用白光做双缝干涉实验，除中央亮条纹为白色外，两侧为彩色条纹，它是不同波长的光干涉条纹的间距不同而形成的.
③薄膜干涉
在薄膜干涉中，薄膜的两个表面反射光的路程差（严格地说应为光程差）与膜的厚度有关，故同一级明条纹（或暗条纹）应出现在膜的厚度相同的地方.利用这一特点可以检测平面的平整度.另外适当调整薄膜厚度.可使反射光干涉相消，增强透射光，即得增透膜.
（2）光的衍射
①条件
光在传播过程中遇到障碍物时，偏离原来的直线传播路径，绕到障碍物后面继续传播的现象叫光的衍射.在任何情况下，光的衍射现象都是存在的，但发生明显的衍射现象的条件应是障碍物或孔的尺寸与光波的波长相差不多.
②特点
在单缝衍射现象中，若入射光为单色光，则中央为亮且宽的条纹，两侧为亮度逐渐衰减的明暗相间条纹；若入射光为白光，则除中央出现亮且宽的白色条纹外，两侧出现亮度逐渐衰减的彩色条纹.
（3）光的偏振
在与光波传播方向垂直的平面内，光振动沿各个方向均匀分布的光称为自然光，光振动沿着特定方向的光即为偏振光.
自然光通过偏振片（起偏器）之后就成为偏振光.光以特定的入射角射到两种介质界面上时，反射光和折射光也都是偏振光.
偏振现象是横波特有的现象，所以光的偏振现象表明光波为横波.
（4）光的电磁本性
麦克斯韦的电磁理论预见了电磁波的存在，赫兹用实验证明了电磁波理论的正确性.
由于光波和电磁波都为横波、传播都不需要介质、在真空中传播速度相同（皆以光速c=3×108 m/s的速度传播），人们很自然地认为光波为电磁波.
电磁波的频率范围很广，光波只是电磁波的一个小小的分支，不同电磁波的产生机理不同，且有不同的作用效果.
将电磁波按一定的顺序排列即形成电磁波谱.其中的光谱，按成因可分为发射光谱和吸收光谱，发射光谱又分为连续光谱和明线光谱.可用于光谱分析的是原子特征谱线——明线光谱和吸收光谱.
2.光的粒子性
（1）光电效应及其规律
金属在光照射下发射电子的现象叫光电效应现象，其实验规律如下：
①任何金属都存在极限频率，只有用高于极限频率的光照射金属，才会发生光电效应现象.
②在入射光的频率大于金属极限频率的情况下，从光照射到逸出光电子，几乎是瞬时的，时间不超过10-9s.
③光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大，与光强无关.
④单位时间内逸出的光电子数与入射光的强度成正比.
（2）光子说
因光电效应的规律无法用光的波动理论解释，为解释光电效应规律，爱因斯坦提出了光量子说：光是一份一份的，每一份叫一个光量子，每个光量子的能量为E=hv.并给出光电效应方程：E k m=hv-W.
3.光的波粒二象性
光在某些现象中显示波动性，在另外的现象中又显示粒子性，为说明光的全部性能，只能说光具有波粒二象性.大量光子的行为往往显示波动性，少数光子的行为往往显示粒子性；频率越低的光子波动性越强，频率越高的光子粒子性越强.
链接·提示
我们现在所说的光具有波粒二象性,与17世纪惠更斯的光的波动说和牛顿的光的微粒说有本质的区别:惠更斯的光的波动说和牛顿的光的微粒说是截然对立的、互不相容的两种学说,而我们现在所说的光的波粒二象性是既对立又统一的,如表征光的粒子性的光子说中,光的能量E=hv中v为光的频率,就是描述光的波动性的物理量;同样光的波动性实质是大量光子运动所表现出来的几率波.
考题名师诠释
【例1】如图4-2-1，当电键S断开时，用光子能量为2.5 eV的一束光照射阴极P，发现电流表读数不为零.合上电键，调节滑线变阻器，发现当电压表读数小于0.60 V时，电流表读数仍不为零.当电压表读数大于或等于0.60 V时，电流表读数为零.由此可知阴极材料的逸出功为（）
图4-2-1
A.1.9 eV
B.0.6 eV
C.2.5 eV
D.3.1 eV
解析：S断开时电流表示数不为零，说明光电管在光照射下已经发生了光电效应现象.合上开关S后，光电管的两极间加上了一定的电压，两极间形成一定强弱的电场，但该电场是阻碍光电子向光电管的阴极运动的.当电压不够高、电场不够强的情况下，具有初动能的光电子仍可到达阳极而在电路中形成光电流，但当电压增大到一定数值后，若具有最大初动能的光电子不能到达阳极时，则电路中即不能形成光电流.由题设解得，具有最大初动能的光电子恰好克服0.60 V的电压做功后能到达阳极，即光电子的最大初动能E km=0.60 eV.由爱因斯坦光电效应方程E km=hv-W得：W=hv-E k m=(2.5-0.60) eV=1.9 eV.即选项A正确.
答案：A
点评：本题考查的就是对光电效应规律的理解，具有一定的难度，因为题目中给光电管加的已不是课本上常见的正向电压，而是反向电压.只有看懂电路图并真正理解了光电效应的规律，才有可能给出正确的解答.所以对各物理规律，一定要在理解上下工夫，真正弄懂弄通. 链接·思考
若让你设计一个实验,测定某光电效应现象中逸出的光电子的最大初动能,应如何进行? 答案：实际上,该例题就提供了一个测定光电子最大初动能的方法:给光电管两极加一反向电压——光电管阳极接低电势、阴极接高电势,逐渐增大反向电压的大小,并观察串联于电路中的微安表,当电压增大至某一值时,电路中光电流恰为零,该反向电压即称为截止电压.由动能定理知,E km=eU止.可见,只要测出了截止电压v止,即可求出光电子的最大初动能E km.
【例2】(经典回放)劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图4-2-2（1）所示.将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜.当光垂直入射后，从上往下看到干涉条纹如图（2）所示.干涉条纹有如下特点： ①任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；②任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定.现若在图（1）装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后，从上往下看到的干涉条纹（）
A.变疏
B.变密
C.不变
D.消失
图4-2-2
解析：由薄膜干涉的原理和特点可知：干涉条纹是由膜的上、下表面反射的光叠加干涉而形成的，某一明条纹或暗条纹的位置就由上、下表面反射光的路程差决定，且相邻明条纹或暗条纹对应的该路程差是恒定的，而该路程差又决定于条纹下对应膜的厚度差，即相邻明条纹或暗条纹下面对应的膜的厚度差也是恒定的.当抽去一纸片后，劈形空气膜的劈尖角——上、下表面所夹的角变小，相同的厚度差对应的水平间距离变大，所以相邻的明条纹或暗条纹间距变大，即条纹变疏.选项A正确.
答案：A
点评：此题的难度实际已超出课本要求的难度，但在题干中对劈形薄膜的干涉特点作了必要的补充说明，属“信息给予”类题型.对此类题的解答，关键在于对题给信息的全面正确理解.此种题型可以考查考生的阅读能力、提取有用信息的能力、理解能力等多种能力，可能代表一种命题倾向，平时做些此类练习，还是有一定好处的.
链接·拓展
我们观察漂浮在水面上的油膜时,也会观察到彩色的干涉条纹,但水面上的油膜厚度基本上是等厚的,干涉条纹又是如何形成的呢?
答案：水面上油膜产生的干涉现象是与劈尖干涉不同的另一种干涉现象,发生干涉的两列光
仍是油膜上、下表面的反射光.尽管各处膜的厚度相同,但对同一处膜的上、下表面反射的两列光的路程差除了与膜的厚度有关外,还与观察的角度有关,即在不同角度观察,会产生不同的路程差而出现或明或暗的干涉条纹.仔细观察油膜干涉现象,你会发现:当你改换观察角度时,油膜上彩色条纹的位置(分布情况)也发生相应的变化.为把这两种干涉现象加以区别,通常把劈尖干涉称为等厚干涉,而把后一种干涉称为等倾干涉.
【例3】假设一个沿着一定方向运动的光子和一个静止的自由电子相互碰撞后,电子向某一方向运动.光子将偏离原运动方向,这种现象称为光子的散射,散射后的光子跟原来相比（）
A.光子将从电子处获得能量,因而频率增大
B.散射后的光子运动方向将与电子运动方向在同一直线上,但方向相反
C.由于电子受到碰撞,散射光子的频率低于入射光子的频率
D.散射光子虽改变原来的运动方向,但频率不变
解析：由能的转化和守恒定律知,光子与电子碰撞后能量将减少,由光子能量E=hv知,碰后光子频率低于碰前光子频率,即选项C正确.
答案：C
点评：动量守恒定律和能的转化和守恒定律是自然界中普遍适用的两大主要定律,因此,在讨论任何问题时(无论是宏观问题还是微观问题),一定要注意这两个定律的应用.。