波粒二象性.ppt
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光的波粒二象性 ppt课件
的光子构成，是一种没有静
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.
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.
实物粒子的波粒二象性(40张ppt)
的实物粒子同时具有波动性，它的波长、频
率 和 E、p的关系与光子一样：
E h
p h
E h h
德布罗意关系式
p
与粒子相联系glie wavelength）
教材 例题
论文获得了评委会的高度评价。 朗之万把德布洛意的文章寄给爱因斯坦， 爱因斯坦称赞说： “揭开了自然界巨大帷幕的一角” “瞧瞧吧，看来疯狂，可真是站得住脚呢”
物质波振幅的平方与粒子在该处邻近出现的概率成 正比。 电子出现的概率反映该处的波强。
粒子观点 波动观点 波强 电子密处，概率大。 电子疏处，概率小。 电子密处，波强大。 电子疏处，波强小。 粒子密度 振幅A2
概率
机械波是机械振动在空间传播，德布罗意波是对微 观粒子运动的统计。
四、氢原子中的电子云
实物粒子的波动性
光(波)具有粒子性 实物粒子具有波动性吗? 一、德布罗意物质波假设 L.V. de Broglie从自然界的对称性出发， 认为： 既然光(波)具有粒子性 那么实物粒子也应具有波动性。
1924.11.29德布洛意把题为“量子理论的研究” 的博士论文提交巴黎大学。
二、德布罗意波的波长 他在论文中指出：一个能量为E、动量为 p
分析： 质量 m = 0.01kg，速度 v = 300 m/s 的子弹 的德布洛意波长为
计算结果表明，子弹的波长小到实验难以测量的 程度。所以，宏观物体只表现出粒子性。
1929诺贝尔物理学奖
• L.V.德布罗意 • 电子波动性的理论研究
1937诺贝尔物理学奖 • C.J.戴维孙 • 通过实验发现晶体对电 子的衍射作用
2.一个一个电子依次入射双缝的衍射实验：
7个电子
100个电子
率 和 E、p的关系与光子一样：
E h
p h
E h h
德布罗意关系式
p
与粒子相联系glie wavelength）
教材 例题
论文获得了评委会的高度评价。 朗之万把德布洛意的文章寄给爱因斯坦， 爱因斯坦称赞说： “揭开了自然界巨大帷幕的一角” “瞧瞧吧，看来疯狂，可真是站得住脚呢”
物质波振幅的平方与粒子在该处邻近出现的概率成 正比。 电子出现的概率反映该处的波强。
粒子观点 波动观点 波强 电子密处，概率大。 电子疏处，概率小。 电子密处，波强大。 电子疏处，波强小。 粒子密度 振幅A2
概率
机械波是机械振动在空间传播，德布罗意波是对微 观粒子运动的统计。
四、氢原子中的电子云
实物粒子的波动性
光(波)具有粒子性 实物粒子具有波动性吗? 一、德布罗意物质波假设 L.V. de Broglie从自然界的对称性出发， 认为： 既然光(波)具有粒子性 那么实物粒子也应具有波动性。
1924.11.29德布洛意把题为“量子理论的研究” 的博士论文提交巴黎大学。
二、德布罗意波的波长 他在论文中指出：一个能量为E、动量为 p
分析： 质量 m = 0.01kg，速度 v = 300 m/s 的子弹 的德布洛意波长为
计算结果表明，子弹的波长小到实验难以测量的 程度。所以，宏观物体只表现出粒子性。
1929诺贝尔物理学奖
• L.V.德布罗意 • 电子波动性的理论研究
1937诺贝尔物理学奖 • C.J.戴维孙 • 通过实验发现晶体对电 子的衍射作用
2.一个一个电子依次入射双缝的衍射实验：
7个电子
100个电子
《波粒二象性》课件
德布罗意假说和实验验证
电子衍射验证实了电子的波动性。
总结
波粒二象性的发现和理解对科学和技术产生了广泛的影响，并推动了许多领域的发展。
1
波粒二象性的意义
揭示了微观世界的奇妙行为，并推动了量子力学的发展。
2
发展前景
随着科技的不断进步，对波粒二象性的研究仍在进行中，将继续为人类带来新的 发现。
《波粒二象性》PPT课件
# 波粒二象性PPT课件大纲 ## 简介 - 历史发展 - 波粒二象性的定义 - 应用领域 ## 光的波粒二象性 - 光的波动理论 - 光的粒子性质验证 - 双缝实验 ## 物质的波粒二象性 - 原子结构和波粒二象性 - 德布罗意假说和实验验证 - 电子衍射实验 ## 应用领域 - 电子显微镜 - X射线衍射
波粒二象性的定义
波粒二象性指的是光和物质既有粒子性也有波动性的性质。它们既可以表现出粒子特性（如位置和动量），也 可以表现出波动特性（如干涉和衍射）。
粒子性
可用于描述光和物质的位置 和动量。
波动性
可用于描述光和物质的干涉 和衍射现象。
波粒二象性的统一性
波粒二象性的性质并不互斥， 而是统一存在于光和物质的 微观领域中。
历史发展
自17世纪以来，科学家们一直在探索光和物质的本性。从牛顿的光粒子理论到普朗克的量子假设，波粒二象性 的研究经历了长期而精彩的发展。
1
牛顿的光粒子理论
认为光是由粒子组成的，即光粒子。
普朗克的量子假设
2
提出能量在一定量上是离散的，即量子
化。
3
法布里-珀罗实验
展示了光在干涉和衍射中表现出波动性。
应用领域
波粒二象性的研究对许多领域产生了深远的影响，并推动了许多重要的科学和技术进展。
波粒二象性ppt课件
法国物理学家，1929年诺 贝尔物理学奖获得者，波 动力学的创始人，量子力 学的奠基人之一。
他认为，“整个世纪以来（指19世纪） 在光学中比起波动的研究方法来，如果说 是过于忽视了粒子的研究方法的话，那么 在实物的理论中，是否发生了相反的错误 呢？是不是我们把粒子的图象想得太多， 而过分忽略了波的图象呢”
不确定关系说明经典描述手段对微观粒子不再适用。
不确定关系指明了宏观物理与微观物理的分界线。在某个具
体问题中，粒子是否可作为经典粒子来处理，起关健作用的 是普朗克恒量h的大小。
最新课件
26
例1.一颗质量为10g 的子弹，具有200m·s-1的速率，若其动量的 不确定范围为动量的0. 01%(这在宏观范围是十分精确的了)， 则该子弹位置的不确定量范围为多大?
最新课件
28
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最新课件
29
波长的散射光强度，作了大量 X 射线散射实验。
对证实康普顿效应作出了 重要贡献。
最新课件
吴有训 （1897-1977）
中国近代物理学奠基人
10
二、光的波粒二象性
1.光子的动量
Em2c
Eh
m h
c2
Pmch c2 •chc h
最新课件
11
二、光的波粒二象性
2.光是一种概率波
实验结论：
a.每个光子落在哪 点是不确定的
康普顿于1927年获诺贝尔物理奖。
最新课件
(1892-1962)美国物理学家
9
一、康普顿效应
4.康普顿散射实验的意义 ：
中国物理学家吴有训对研究康普顿效应的贡献 1923年,参加了发现康普顿效应的研究工作.
光的波粒二象性ppt课件
①爱因斯坦方程表明，光电子的最大初动能Ek与入射光的频 率ν 有关，而与光的强弱无关 .只有当hν >W0时，才有光电 W0 子逸出，ν c= 就是光电效应的截止频率 . h ②电子一次性吸收光子的全部能量，不需要积累能量的时间， 光电流自然几乎是瞬时产生的. ③光较强时，包含的光子数较多，照射金属时产生的光电子 较多，因而饱和电流较大.
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.
类型二.光的波粒二象性 【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，是互相矛盾的，是不能统一的 D.光的频率越高，波动性越显著
3.光在真空中的波长为λ ，速度为c，普朗克常量为h，现在 以入射角α 由真空射入水中，折射角为r，则（ D ） A.r＞α B.光在水中的波长为 sin
sin r
C.每个光子在水中的能量为 hc sin r sin D.每个光子在水中的能量为 hc 解析：因为光是由真空射入水中，所以r＜α ，A选项是错 的.由折射定律得n= sin ，光在水中的波长为λ ′= = sin r， sin r n B选项是错的.光子的能量E=hν = ，所以C选项是错的， D选项是正确的.本题正确答案为D.
解析：由能的转化和守恒定律可知碰后光子的能量减少了， 因为光子的能量E=hν =，所以碰后光子的速率不变、频率 减小、波长增大，本题正确答案为B.
5.在下列现象中，说明光具有波动性的是（ BC ） A.光的直线传播 B.光的衍射 C.光的干涉 D.光电效应
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.
类型二.光的波粒二象性 【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，是互相矛盾的，是不能统一的 D.光的频率越高，波动性越显著
3.光在真空中的波长为λ ，速度为c，普朗克常量为h，现在 以入射角α 由真空射入水中，折射角为r，则（ D ） A.r＞α B.光在水中的波长为 sin
sin r
C.每个光子在水中的能量为 hc sin r sin D.每个光子在水中的能量为 hc 解析：因为光是由真空射入水中，所以r＜α ，A选项是错 的.由折射定律得n= sin ，光在水中的波长为λ ′= = sin r， sin r n B选项是错的.光子的能量E=hν = ，所以C选项是错的， D选项是正确的.本题正确答案为D.
解析：由能的转化和守恒定律可知碰后光子的能量减少了， 因为光子的能量E=hν =，所以碰后光子的速率不变、频率 减小、波长增大，本题正确答案为B.
5.在下列现象中，说明光具有波动性的是（ BC ） A.光的直线传播 B.光的衍射 C.光的干涉 D.光电效应
《光的波粒二象性》课件
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光的衍射：指光波在传播过程中遇 到障碍物时，光波发生弯曲绕过障 碍物的现象，形成衍射条纹。
联系：干涉和衍射都是光波的波动 性的表现，两者在某些情况下是难 以区分的。
光的偏振
偏振光的概念
光的偏振：光在传播 过程中，其电矢量在 垂直于传播方向的平 面内做有规律的振动
光的波粒二象性
汇报人：
目录
添加目录标题
01
光的干涉与衍射
04
光的本质
光的偏振
02
05
光的波粒二象性
光的量子性
03
06
添加章节标题
光的本质
光的定义
光是一种电磁 波，具有波粒
二象性
光的波长范围 很广，从无线 电波到伽马射
线
光的传播速度 是每秒约30万
公里
光的能量与频 率成正比，与
波长成反比
光的传播方式
量子计算：利用光的波粒二象性进 行量子计算
光的干涉与衍射
光的干涉现象
光的干涉：当两束光相遇时，会发生干涉现象，形成明暗相间的条纹
干涉条纹：干涉条纹的间距、亮度和形状与光的波长、频率和相位有关
干涉原理：光的干涉是由于光的波动性引起的，当两束光相遇时，它们的波峰和波谷相互叠加，形 成干涉条纹
量子光学的研究意义和价值
量子光学是研究光的量子性质及其应用的学科，具有重要的科学意义。 量子光学的研究成果可以应用于量子通信、量子计算等领域，具有重要的应用价值。 量子光学的研究可以推动量子技术的发展，为未来的科技进步提供新的动力。 量子光学的研究可以加深我们对光的本质和宇宙的认识，具有重要的哲学意义。
感谢您的观看
汇报人：Biblioteka 偏振光与干涉、衍射的关系干涉：两束偏振光相遇时，振 动方向相同的部分叠加，振动 方向相反的部分抵消
粒子波粒二象性-PPT课件
t r 与粒子在 时刻，在 处出现的几率成正比
r 设粒子在 处附近小体积元 dV内出现的几率 dW，则：
2 Ψ dW dV
即： d W Ψ d V
2
t r Ψ ΨΨ 表示粒子在 时刻，在 处出现的几率密度 3
2 *
3. 波函数的标准条件
有限——几率必小于1，为有限数 单值——描写状态的量不能为多值 t时刻 r 处粒子出现的几率是唯一的 连续——波函数满足的方程要求它和它的一阶偏微分是连续的
2 d Ψ x kΨ x 0 2 d x
2
解为 Ψ x A sin kx B cos kx
7
波函数在 x = 0 处连续，有
Ψ 0 Ak s i n (0 ) Bk c o s (0 )0
B 0
Ψ (x )0
U(
r)
1
p 具有波粒二象性的粒子，由于 r和 不能同时准确确定， p 粒子的运动状态也不能用 r和 表示，其动力学方程 F m a
既量子力学中的波函数及薛定谔方程
不再适用。必有新的物理量来描写粒子的运动状态，及其所满足 的方程
§16.6 波函数 薛定谔方程
一. 波函数
Ψ Ψ ( r , t )——复函数
2 sin2 x a a
2 22 2 n2 时 Ψ s in x 2 a a
2 n Ψn(x) sin x a a 8
讨论： Ψn(x)
2 n sin x a a
1. 阱内粒子的能量是量子化的
2mE k 2
2
n k a
2 h 2 2 E n n E n 1 2 8 ma
光的波粒二象性(PPT课件)
1 光波、光线与光子
§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）：
§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）：
波粒二象性资料课件
详细描述
双缝干涉实验中，单色光通过两个相距较近的小缝隙后，会在屏幕上形成明暗相 间的干涉条纹。这一现象表明光具有波动性，能够像水波一样发生干涉。通过测 量干涉条纹的间距和缝隙的宽度，可以计算出光的波长和波速。
单光子干涉实验
总结词
单光子干涉实验是研究单个光子行为的实验，通过观察单个光子通过双缝后的干涉现象，进一步揭示了量子世界 的神秘特性。
光的波粒二象性的数学描述
光具有波粒二象性是指光既表 现出波动性质，又表现出粒子 性质。
光的波动性可以通过麦克斯韦 方程组描述，而光的粒子性则 可以通过光子概念描述。
光子是光的能量单位，它的能 量与光的频率成正比，与波长 的倒数成正比。
光的波粒二象性与量子纠缠
光的波粒二象性是量子力学中的基本原理之一，它表明光既具有波动性质又具有粒 子性质。
分发和量子隐形传态等。
量子物理学的实验验证与理论发展
实验验证
随着实验技术的发展，我们能够更精 确地观测和验证量子现象，包括波粒 二象性。例如，利用超冷原子和光晶 格等实验装置，可以模拟和验证量子 力学的基本原理。
理论发展
随着量子计算和量子通信等技术的发 展，我们需要进一步发展量子理论， 以更好地解释和预测新现象。这包括 对量子力学的诠释、量子场论和量子 引力等领域的深入研究。
波粒二象性的含 义
01
光同时具有波动和粒子两种属性， 这两种属性在一定条件下可以相 互转化。
02
光的波粒二象性是量子力学的基 本原理之一，是理解微观世界的 基本出发点。
03 实验证据与现象
双缝干涉实验
总结词
双缝干涉实验是证明光具有波动性的经典实验，通过观察光束通过双缝后的干涉 现象，可以直观地展示波粒二象性的特点。
双缝干涉实验中，单色光通过两个相距较近的小缝隙后，会在屏幕上形成明暗相 间的干涉条纹。这一现象表明光具有波动性，能够像水波一样发生干涉。通过测 量干涉条纹的间距和缝隙的宽度，可以计算出光的波长和波速。
单光子干涉实验
总结词
单光子干涉实验是研究单个光子行为的实验，通过观察单个光子通过双缝后的干涉现象，进一步揭示了量子世界 的神秘特性。
光的波粒二象性的数学描述
光具有波粒二象性是指光既表 现出波动性质，又表现出粒子 性质。
光的波动性可以通过麦克斯韦 方程组描述，而光的粒子性则 可以通过光子概念描述。
光子是光的能量单位，它的能 量与光的频率成正比，与波长 的倒数成正比。
光的波粒二象性与量子纠缠
光的波粒二象性是量子力学中的基本原理之一，它表明光既具有波动性质又具有粒 子性质。
分发和量子隐形传态等。
量子物理学的实验验证与理论发展
实验验证
随着实验技术的发展，我们能够更精 确地观测和验证量子现象，包括波粒 二象性。例如，利用超冷原子和光晶 格等实验装置，可以模拟和验证量子 力学的基本原理。
理论发展
随着量子计算和量子通信等技术的发 展，我们需要进一步发展量子理论， 以更好地解释和预测新现象。这包括 对量子力学的诠释、量子场论和量子 引力等领域的深入研究。
波粒二象性的含 义
01
光同时具有波动和粒子两种属性， 这两种属性在一定条件下可以相 互转化。
02
光的波粒二象性是量子力学的基 本原理之一，是理解微观世界的 基本出发点。
03 实验证据与现象
双缝干涉实验
总结词
双缝干涉实验是证明光具有波动性的经典实验，通过观察光束通过双缝后的干涉 现象，可以直观地展示波粒二象性的特点。
波粒二象性科普
光学通信：利用 光的波动性，可 以进行远距离的 信息传输。这是 我们日常生活中 常见的应用之一
波粒二象性科普PPT
结语
波粒二象性科普PPT
波粒二象性是量子力学的基本原 理之一，它揭示了物质同时具有 波动和粒子的双重性质。这一原 理已经得到了广泛的实验验证，也为我们提供 了全新的思考方式和技术手段
波粒二象性科普PPT
实验证明波粒二象性
双缝实验：通过双缝实验，我们可以看到单个光子 如何同时通过两个缝隙，形成干涉条纹。这证明了 光具有波动和粒子双重性质
康普顿散射：当X射线撞击石墨时，部分能量被吸 收，并散射出较长的波长。这证明了光的粒子性
电子衍射：电子通过晶体时，会以明亮的衍射环的 形式散射出来。这证明了电子的波动性
波粒二象性科普PPT
波粒二象性的具体应用
量子计算：量子计算利用了 量子力学的叠加原理，使得 计算速度大大超过经典计算 机。这是波粒二象性的重要 应用之一
量子通信：量子通信利用了 量子力学的不可克隆原理， 保证了信息传输的安全性。 这也是波粒二象性的应用之 一
X射线成像：在医 疗、工业等领域 ，X射线被广泛用 于成像。这是利 用了X射线的粒子 性
波粒二象性科普PPT
-
1
2
目录
3
CONTENTS
4
5
波粒二象性的概述 波粒二象性的历史背景
实验证明波粒二象性 波粒二象性的具体应用
结语
波粒二象性科普PPT
01
02
03
04
05
波粒二象性的概
波粒二象性的历
实验证明波粒二
波粒二象性的具
结语
述
史背景
象性
体应用
波粒二象性科普PPT
波粒二象性科普PPT
结语
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波粒二象性是量子力学的基本原 理之一，它揭示了物质同时具有 波动和粒子的双重性质。这一原 理已经得到了广泛的实验验证，也为我们提供 了全新的思考方式和技术手段
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实验证明波粒二象性
双缝实验：通过双缝实验，我们可以看到单个光子 如何同时通过两个缝隙，形成干涉条纹。这证明了 光具有波动和粒子双重性质
康普顿散射：当X射线撞击石墨时，部分能量被吸 收，并散射出较长的波长。这证明了光的粒子性
电子衍射：电子通过晶体时，会以明亮的衍射环的 形式散射出来。这证明了电子的波动性
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波粒二象性的具体应用
量子计算：量子计算利用了 量子力学的叠加原理，使得 计算速度大大超过经典计算 机。这是波粒二象性的重要 应用之一
量子通信：量子通信利用了 量子力学的不可克隆原理， 保证了信息传输的安全性。 这也是波粒二象性的应用之 一
X射线成像：在医 疗、工业等领域 ，X射线被广泛用 于成像。这是利 用了X射线的粒子 性
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目录
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CONTENTS
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5
波粒二象性的概述 波粒二象性的历史背景
实验证明波粒二象性 波粒二象性的具体应用
结语
波粒二象性科普PPT
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02
03
04
05
波粒二象性的概
波粒二象性的历
实验证明波粒二
波粒二象性的具
结语
述
史背景
象性
体应用
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波粒二象性ppt课件高中
思考题3
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
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
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• (2)因光电子从金属表面逸出的过程中受到金 属表面层中力的阻碍作用(即需要克服逸出功)， 所以其动量会减小．
• (3)金属钠的逸出功为W0＝hν0，代入数据得W0 ＝2.3 eV，因为E＜W0，所以不能发生光电效 应．
• 答案：(1)C (2)减小；光电子受到金属表面层 中力的阻碍作用(即光电子需要克服逸出功) (3)不能
．
几乎是瞬时
• (3)光电效应的发生 超过10－9 s. 正比
的，一般不
• (4)当入射光的频率大于极限频率时，饱和光
电流的强度与入射光的强度成
．
• 1．对光电效应现象的三点说明
• (1)光电效应的实质是光现象转化为电现象．
• (2)光电效应中的照射光包括可见光和不可见 光．
• (3)照射光的频率决定着是否发生光电效应及 光电子的最大初动能．
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•活页作业（四十）
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• D．由于光既有波动性，又有粒子性，无法只 用其中一种去说明光的一切行为，只能认为光
• 解析：光既具有波动性，又具有粒子性，但不 同于宏观的机械波和机械粒子，波动性和粒子 性是光在不同的情况下的不同表现，是同一事 物的两个不同的侧面、不同属性，只能认为光 具有波粒二象性，选项D正确．
• 答案：D
(3)从传播与作用上看：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．
(4)波动性与粒子性的统一：由光子的能量 E＝hν，光子 的动量 p＝hλ表达式也可以看出，光的波动性和粒子性并不 矛盾：表示粒子性的粒子能量和动量的计算式中都含有表示 波的特征的物理量——频率 ν 和波长 λ.
• 答案：ADE
应用光电效应方程时的注意事项 1．每种金属都有一个极限频率，入射光频率大于这个 极限频率才能发生光电效应． 2．极限频率是发生光电效应的最小频率，对应着光的 极限波长和金属的逸出功，即 hν0＝hλc0＝W0. 3．应用光电效应方程 Ek＝hν－W0 时，注意能量单位电 子伏和焦耳的换算(1 eV＝1.6×10－19 J)．
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第十七章 课时3
第11页
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5．电子显微镜的最高分辨率达 0.2 nm，在加速到相同速
度的情况下，质子显微镜的最高分辨率将( )
A．小于 0.2 nm
B．大于 0.2 nm
C．等于 0.2 nm
D．以上说法均不正确
第十七章 课时3
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第十七章 波粒二象性
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第十七章 波粒二象性
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课时3 粒子的波动性
课
课
课
前
堂
后
预
效
巩
习
果
固
作
检
提
业
测
升
第十七章 课时3
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课前基预础习训练作业
第十七章 课时3
第十七章 课时3
第6页
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解析：个别光子的行为表现为粒子性，大量光子的行为表 现为波动性；光与物质相互作用，表现为粒子性，光的传播表 现为波动性，光的波动性与粒子性都是光的本质属性，因为波 动性表现为粒子的分布概率，光的粒子性表现明显时仍具有波 动性，因为大量粒子的个别行为呈现出波动规律，故正确选项 有 A、B、D.
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解析：当电子运动的德布罗意波波长与晶格大小差不多
时，可以得到明显的衍射图样，由此，可以估算加速电场的电
压．
设加速电场的电压为 U，则电子加速动能 Ek＝eU，而电子
的动量 p＝ 2Ek七章 课时3
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RJ物理·选修3-5 45分钟作业与单元评估 加速电压 U＝2λ2he2me ＝2×10－102×6.16.36××1100－－3149×2 9.1×10－31 V ＝1.5×102 V. 答案：1.5×102 V
8．金属晶体中晶格大小的数量级为 10－10 m，电子经加速 电场加速，形成一电子束，电子束照射该金属晶体时，获得明 显的衍射图样，则这个加速电场的加速电压约为多少？(已知 me＝9.1×10－31 kg，e＝1.6×10－19C)
第十七章 课时3
第18页
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1．在历史上，最早证明德布罗意波存在的实验是( ) A．弱光衍射实验 B．电子束在晶体上的衍射实验 C．弱光干涉实验 D．以上都不正确
第十七章 课时3
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解析：最早证明德布罗意波假说的是电子束在晶体上的衍 射实验，故 B 项正确．
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解析：电子显微镜利用电子的波动性工作，其分辨率与电 子的德布罗意波波长有关，物质波的波长与实物粒子的动量有 关，即 λ＝hp.在同样速度的情况下，由于质子的质量大，故其 物质波波长短，质子显微镜的分辨率要高于电子显微镜的分辨 率．
答案：A
第十七章 课时3
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答案：D
第十七章 课时3
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4．下列说法正确的是( ) A．质量大的物体，其德布罗意波长短 B．速度大的物体，其德布罗意波长短 C．动量大的物体，其德布罗意波长短 D．动能大的物体，其德布罗意波长短
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第十七章 课时3
第10页
RJ物理·选修3-5 45分钟作业与单元评估 解析：由公式 λ＝hp可以判断． 答案：C
答案：C
第十七章 课时3
第15页
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7．在众人关注的男子 110 米栏决赛中，现世界纪录保持者、 奥运冠军古巴名将罗伯斯以 13 秒 14 的成绩第一个冲过终 点．如图是罗伯斯比赛中的勇姿．设罗伯斯的质量约为 74 kg， 计算他在 110 m 栏跑中的德布罗意波波长．
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6．(2013·江苏卷)如果一个电子的德布罗意波长和一个中子
的相等，则它们的________也相等．( )
A．速度
B．动能
C．动量
D．总能量
第十七章 课时3
第14页
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解析：由 λ＝hp可知，如果一个电子和一个中子的德布罗意 波长相等，则它们的动量 P 相等，故选 C.
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解析：由德布罗意波波长公式 λ＝hp＝mhv＝764.×631×131.11004－3m4 ＝1.1×10－36 m. 答案：1.1×10－36 m
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第十七章 课时3
第17页
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答案：ABD
第十七章 课时3
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3．对光的波粒二象性的说法中，正确的是( ) A．一束传播的光，有的光是波，有的光是粒子 B．光子与电子是同一种粒子，光波与机械波是同样一种 波 C．光的波动性是由于光子间的相互作用而形成的 D．光是一种波，同时也是一种粒子，光子说并未否定波 动说，在光子的能量 ε＝hν 中，频率 ν 表示的仍是光的特性
第十七章 课时3
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解析：根据光的波粒二象性，光同时具有波动性和粒子性， A 选项错误．光不同于宏观观念的粒子和波，故 B 选项错误．光 的波动性是光本身固有的性质，不是光子之间互相作用引起 的，C 选项错误．光子的能量与其对应的能量成正比，而频率 是反映波动特征的物理量，因此 ε＝hν 揭示了光的粒子性和波 动性之间的密切关系，光子说并未否定波动说，故 D 选项正确．
答案：B
第十七章 课时3
第5页
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2．对光的认识，以下说法正确的是( ) A．个别光子的行为表现为粒子性，大量光子的行为表现 为波动性 B．光的波动性是光子本身的一种属性，不是光子之间的 相互作用引起的 C．光表现出波动性时，就不具有粒子性了，光表现出粒 子性时，就不具有波动性了 D．光的波粒二象性应理解为：在某种场合下光的波动性 表现明显，在另外某种场合下，光的粒子性表现明显