光的波粒二象性 物质波-课件PPT(精)-讲义
光的波粒二象性 ppt课件
止质量的特殊物质,具有波
动性。
两者是统一的,并没有否定对 方!
爱因斯坦
电磁说:认为光是一种电
磁波,是物质的一种特殊
形态,在真空传播不需依
赖媒介
ppt课件
麦克斯韦
15
镜面检测
薄膜干涉
增透膜
光的干涉和衍射现象表明光确实是一种波
钢针的衍射
圆孔衍射
ppt课件
圆屏衍射
16
光电效应以及 康普顿效应等 无可辩驳的证 实了光是一种 粒子.
波长和散射物质都无关ppt课。件
2
一.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
测
器
石墨体 (散射物质)
X 射线谱仪
ppt课件
3
康普顿正在测晶体
对X 射线的散射
按经典电磁理论: 如果入射X光是
某种波长的电磁波, 散射光的波长是不 会改变的!
ppt课件
4
.... .. ............................................. .............................
并且每一次光子落在亮条
长
纹的可能性大,落在暗条
纹处的可能性小。
ppt课件
20
干涉条纹是光子落在感光片上各点的概率 分布的反映。光是一种概率波。
光的波粒二象性:
⑴个别光子的作用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. ⑵ν高的光子容易表现出粒子性;ν低的光子容 易表现出波动性. ⑶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.
光的波粒二象性ppt课件
8
解析:电流表读数刚好为零说明刚好没有 光电子能够到达阳极,也就是光电子的最 大初动能刚好为0.6 eV. 由Ek=hν-W0可知W0=1.9 eV.选A. 答案:A.
9
【例2】下列关于光具有波粒二象性的叙 述中正确的是( ) A.光的波动性与机械波,光的粒子性与 质点都是等同的 B.大量光子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 C.光有波动性又有粒子性,是互相矛盾 解析:光的波动性与机械波,光的 的,是不能统一的 粒子性与质点有本质的区别, A选 D.光的频率越高,波动性越显著
2
2.逸出功 使电子脱离某种金属所做功的最小值,叫 做这种金属的逸出功,用W0表示. 3.爱因斯坦的光电效应方程 (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,h为普朗克常量,这些能量子被称 为光子. (2)光电效应方程: Ek= hν-W0.其中Ek W 为光电子的 h 最大初动能, .W0表示金属的 逸出功.
6
解析:爱因斯坦光电效应方程Ek=hν- W0中的W0表示从金属表面直接逸出的光 电子克服金属中正电荷引力做的功,因 此是所有逸出的光电子中克服引力做功 的最小值.对应的光电子的初动能是所有 光电子中最大的.其它光电子的初动能都 小于这个值.若入射光的频率恰好是极限 频率,即刚好能有光电子逸出,可理解 为逸出的光电子的初动能是0,因此有
h 1 mv 、λ= 2 p
2
、p=mv 可得 λ=
2em U , h
可知波长与
m 成正比.故电子的波长短,波动性弱,电子显微镜的分辨
本领强,选 A. 答案:A.
D.两种显微镜分辨本领不便比较
《波粒二象性》PPT课件
研究黑体辐射的规 律是了解一般物体热 辐射性质的基础。
黑体模型
实验装置
TT
平行光管 三棱镜
e0(,T)
实验结果
λ
0 1 2 3 4 5 6 (μm)
M0(T)
实验值
紫
普朗 克线
外 灾 难
瑞利--金斯线
维恩线
o1 2 3 4 5
6 78
/μm
3.能量子 超越牛顿的发现
制,自动计数、自动 报警、自动跟踪等。
放大器
可对微弱光线进行放 大,可使光电流放大 105~108 倍,灵敏度 高,用在工程、天文、 科研、军事等方面。
控制机构
K
K2
K1
K4 K3
K5
A
应用
❖光电管 •光 I
A K
电流计
电源
第2课时 康普顿效应
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
G
光电子在电场作用下形成光电流。
V
遏止电压
阳A
极
将换向开关反接,电场反向,
则光电子离开阴极后将受反向电
场阻碍作用。
当 K、A 间加反向电压,光电
子克服电场力作功,当电压达到
V
某一值 Uc 时,光电流恰为0。 Uc
称遏止电压。
1 2
m
v2
ec
eUc
K阴
极
G
一、光电效应的实验规律
光电效应实验装置 光电效应伏安特性曲线
4.从光电效应方程中,当初动能为零时, 可得极极限频率:
爱因斯坦光子假说圆满解释了光电效应,但当时并 未被物理学家们广泛承认,因为它完全违背了光的波 动理论。
量子物理第一章.ppt
玻恩(M.Born):德布罗意波并不像经典 波那样是代表实在物理量的波动,而是描述粒 子在空间的概率分布的“概率波”。
7
四. 黑体辐射的规律 1. 斯特藩-玻耳兹曼定律
M(T)=T 4 = 5.6710-8 W/m2K4
2.维恩位移律
m = b/T b = 2.897756×10-3 m·K
3.理论与实验的对比 经典物理学遇到的困难
8
五.普朗克的能量子假说和黑体辐射公式
1.“振子”的概念(1900年以前)
• 物体----------振子
1 I1 2 I2 双缝实验
波面被分割,不表示光子被分割, 光子通过 1缝的概率正比于I1 , 光子通过2缝的概率正 比于I2 。
光子在某处出现的概率和该处光振幅 的平方成正比。
18
四.应用
例题: 铝的逸出功是4.2eV,今用波长为200nm
的光照射铝表面,求:
(1)光电子的最大动能;
(2)截止电压
• 经典理论:振子的能量取“连续值”
2. 普朗克假定(1900)
能量
物体发射或吸收电磁辐射:
= h
h = 6.6260755×10 -34 J·s
3.普朗克公式
经典 量子
2h 3
M (T ) c2 eh / kT 1
在全波段与实验结果惊人符合
9
§6.2 光电效应
一.光电效应的实验规律 1.光电效应
h 0
ej
m0
传给电子 光子的能量
自由电子(静止) mv 散射X射线频率 波长
23
三. 康普顿散射实验的意义
光的波粒二象性课件
光的波粒二象性课件一、引言光是一种既具有波动性又具有粒子性的电磁辐射,这种现象被称为光的波粒二象性。
在本课件中,我们将介绍光的波粒二象性的基本概念、相关实验和应用。
二、光的波动性1. 光的波动模型根据波动理论,光是一种电磁波,它以波动的形式传播。
光的波动模型能够解释许多光现象,例如干涉、衍射和偏振等。
2. 玻尔兹曼普朗克理论根据玻尔兹曼普朗克理论,物质的能量是以离散的方式传递的,称为能量子。
光在与物质相互作用时,也表现出粒子性,即光子以粒子的形式存在。
三、实验证据1. 光的干涉实验在Young的双缝实验中,光通过两个狭缝后形成干涉条纹,这可以解释为光的波动性表现。
同时,当减小光强直到只剩下一个光子时,仍然可以观察到干涉现象,这证明了光的粒子性。
2. 光的康普顿散射实验康普顿散射实验证明了光的粒子性。
当X射线(也具有波动性)通过物质后,与物质中的电子发生碰撞,光子的动量和能量发生变化。
这个实验提供了直接证据,支持光具有粒子性。
四、应用1. 光的干涉与衍射应用光的波动性使得它在干涉与衍射方面具有重要应用。
例如,干涉仪可用于测量物体的形状和表面质量。
衍射也被广泛应用于X射线晶体学、光学显微镜和光学材料的分析。
2. 光的粒子性应用光的粒子性使得它可以在光谱学和激光技术中得到应用。
例如,光谱学中的原子吸收和发射光谱分析可以通过考察光的粒子性来实现。
激光技术则利用了光的粒子性,实现了高度定向、高能量、高纯度的光束。
五、结论光的波粒二象性是光学研究中一个重要的基础概念。
通过对光的波动性和粒子性的研究,我们可以更好地理解和应用光学现象。
在实验中观察到的实验证据进一步验证了光的波粒二象性。
我们可以利用光的波动性和粒子性,并将其应用于干涉、衍射、光谱学和激光技术等领域。
尽管光的波粒二象性存在于微观世界,但对我们理解光和使用光具有重要意义。
通过进一步研究和实验,我们可以揭示更多有关光的波粒二象性的奥秘,并在更广泛的应用中受益。
光的波粒二象性ppt课件
钢针的衍射
圆孔衍射
编辑版pppt
圆屏衍射
25
疑难辨析1:单缝衍射图样与双缝干涉图样的区别
(1)条纹宽度有别:
双缝干涉条纹是等宽的,条纹间的距离是相等 的,而单缝衍射中央亮纹最宽,两侧亮纹是等宽的。
(2)光强分布不同
双缝干涉条纹如果不考虑距离的远近造成传播
上的损失,每条亮纹的光强分布是相同的,而单缝
编辑版pppt
水波、声波都会发 生衍射现象,它们 发生衍射的现象特 征是什么?
16
知识回顾:波的衍射
①波可以绕过障碍物继续传播,这种现象叫做 波的衍射。
②只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相 差不多,或者比波长更小时,才能观察到明 显的衍射现象。
③一切波都能发生衍射,衍射是波特有的现象。
编辑版pppt
光的波粒二象性
编辑版pppt
1
光到底是什么?……………
17世纪明确形成 了两大对立学说
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
19世纪初证明了 波动说的正确性
惠更斯
微粒说
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
波动说
这里的光子完编全辑不版p同ppt 于牛顿所说的“微粒” 2
编辑版pppt
8
光的干涉
1801年,英国物理学家托马斯·杨(1773~1829)
在实验室里成功的观察到了光的干涉.
一、光的干涉现象---杨氏干涉实验
1、装置特点:
(1)双缝很近 0.1mm,
单缝 双缝
屏幕
(2)双缝S1、S2与单缝S的距离相等,
2、①要用单色光
②单孔的作用:是获得点光源 ③双孔的作用:相当于两个振
最新光的波粒二象性课件PPT课件
二、对概率波的理解 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,即粒子到达什么位置是 随机的,是预先不确定的. 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
2.德布罗意波是一种概率波,粒子在空间各处 出现的概率受波动规律支配,不要以宏观观点 中的波来理解德布罗意波.
3.德布罗意假说是光子的波粒二象性的一种推广, 使之包括了所有的物质粒子,即光子与实物粒子 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物质波.
特别提醒:光和实物粒子都具有波粒二象性, 对于波粒二象性的理解,应注意:
(2)德布罗意波不同于宏观的机械波,更不能理 解为粒子做曲线运动.
即时应用 (即时突破,小试牛刀) 2.在光的双缝干涉实验中,在光屏上放上照相 底片并设法减弱光子流的强度,尽可能使光子 一个一个地通过狭缝,在曝光时间不长和曝光 时间足够长的两种情况下,其实验结果是( )
①若曝光时间不长,则底片上出现一些无规则 的点
在x方向上的动量的不确定量,那么
h 4π
ΔxΔpx≥ 普,朗式克中h是_________常量.
3.以宏观世界为研究对象学习和研究经典物理
学时,就可以完全不涉及实物粒子的波动
性.不确定关系是对物体在多大程度上要考察
其波动性作了最精确的概括.
ห้องสมุดไป่ตู้
核心要点突破
一、对光的波粒二象性的理解 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.
第十五章第1讲波粒二象性-2025年高考物理一轮复习PPT课件
A.钠的逸出功为 hνc B.钠的截止频率为 8.5×1014 Hz C.图中直线的斜率为普朗克常量 h D.遏止电压 Uc 与入射光频率 ν 成正比
高考一轮总复习•物理
第25页
解析:根据遏止电压与最大初动能的关系有 eUc=Ekmax,根据光电效应方程有 Ekmax=hν -W0,结合图像可知,当 Uc 为 0 时,解得 W0=hνc,A 正确;钠的截止频率为 νc,根据图像 可知,截止频率小于 8.5×1014Hz,B 错误;结合遏止电压与光电效应方程可解得 Uc=heν-We0, 即图中直线的斜率表示he,C 错误;根据遏止电压与入射光的频率关系式可知,遏止电压 Uc 与入射光频率 ν 成线性关系,不是成正比,D 错误.故选 A.
解析:A 对:光子的能量 E=hν,入射光子的能量不同,故入射光子的频率不同.B 错:由爱因斯坦的光电效应方程 hν=W0+Ek,可求出两组实验的逸出功 W0 均为 3.1 eV, 故两组实验所用的金属板材质相同.C 对:由 hν=W0+Ek,W0=3.1 eV;当 hν=5.0 eV 时,Ek=1.9 eV.D 对:光强越强,单位时间内射出的光电子数越多,单位时间内逸出的光 电子数越多,形成的光电流越大.本题选择不正确的,故选 B.
第23页
由图线直接(间接)得到的物理量 (1)截止频率 νc:图线与横轴的交点. (2)遏止电压 Uc:随入射光频率的增大而 增大. (3)普朗克常量 h:等于图线的斜率与电 子电量的乘积,即 h=ke
高考一轮总复习•物理
第24页
典例 2 (2022·河北卷)如图所示是密立根于 1916 年发表的钠金属光电效应的遏止电 压 Uc 与入射光频率 ν 的实验曲线,该实验直接证明了爱因斯坦光电效应方程,并且第一 次利用光电效应实验测定了普朗克常量 h.由图像可知( )
光的波粒二象性(PPT课件)
§1.5 光的波粒二象性
1 光波、光线与光子
1.5 光的波粒二象性
主要内容
1. 光波与光子的对立统一 2. 德布罗意方程 3. 对光的本性的再认识
1 光波、光线与光子 1.5.1 光波与光子的对立统一
1.5 光的波粒二象性
对光的本性的认识: 光波与光子之个性:
波动说——光是一种波长极短的电磁波动 粒子说——光是一种作高速运动的光子流
作为波动,光具有频率v 和波长
作为粒子,光又具有能量E和动量p
光波与光子的共性: 具有速度v和能量E
波动性与粒子性的联系:
(1.5-1)
(1.5-2)
波动性与粒子性之间联系的纽带:普朗克常数h
1 光波、光线与光子
1.5 光的波粒二象性
1.5.1 光波与光子的对立统一
说明:
按照相对论质能关系,如果认为光也具有质量(设为mp)的话,那么 可以将光子在真空中的能量和动量分别表示为
1.5 光的波粒二象性
1.5.2 德布罗意方程
说明
① 电子衍射现象从实验上证实了德布罗意关于实物粒子具有波动性的假 设。以此为原理发明的电子显微镜使得人类对微观世界的观察分辨 能力提高了几个数量级。
② 物质波概念的提出,最终导致量子力学的诞生。按照量子力学观点, 任何物质粒子都同时具有波粒二象性。只是在宏观领域,实物粒子 的波动特性很难被观察到。只有在微观领域,粒子的波动特性才会 明显地显露出来。
1 光波、光线与光子
1.5 光的波粒二象性
本节重点
1. 光波与光子的区别与联系 2. 光子与光波的两种角色
德布罗意方程:
(1.5-8)
德布罗意波长:实物粒子的波长o。 物质波的验证——戴维森和革末的电子衍射实验(1927年):
波粒二象性ppt课件高中
请设想一个你心目中的理想科技产品,并说明其功能和特点。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
CHAPTER 06
课堂互动与思考
关于波粒二象性的思考题
思考题1
请解释什么是波粒二象 性,并给出生活中的一 个实例。
思考题2
光的波粒二象性是如何 通过双缝干涉实验得到 验证的?
思考题3
为什么说波粒二象性是 微观粒子的一种基本属 性?
关于量子力学的思考题
思考题1
01
量子力学的基本假设是什么?请简述。
01
02
03
04
波粒二象性的发现对现代科技 的发展产生了重要的影响和推
动。
在通信领域,这一理论的应用 推动了量子密码学的发展,为 信息安全提供了更可靠的保障
。
在医学领域,例如在放射影像 学中,这一理论的应用使得医 生能够更准确地诊断和治疗疾
病。
在能源领域,例如在太阳能电 池中,这一理论的应用提高了
光电转换效率。
电子干涉实验
1927年,美国物理学家克林顿·戴维在贝尔实验 室进行了电子干涉实验,证实了电子具有波动性 质。
晶体衍射实验
1927年,英国物理学家约翰·贝尔特在剑桥大学 进行了X射线晶体衍射实验,证实了X射线具有波 动性质。
中子干涉实验
1955年,美国物理学家雷纳德·莱昂斯进行了中 子干涉实验,进一步证实了所有微观粒子都具有 波粒二象性。
光的波粒二象性的实验验证
双缝干涉实验
通过双缝干涉实验可以观察到明 暗相间的干涉条纹,证明光具有
波动性。
光电效应实验
光电效应实验中,当光照射在金 属表面时,金属内部的电子会被 光子激发出来形成电流,从而证