光的波粒二象性(汇总).ppt
合集下载
《光的波粒二象性》课件
03
偏振应用
液晶显示、光学通信等。
03
光的粒子性
光子说
总结词
光子说是对光的粒子性的描述，它认为光是由粒子或光子组成。
详细描述
光子说是由爱因斯坦提出的，他认为光是由粒子或光子组成，这些光子以波动 的形式传播，并具有能量和动量。这一理论解释了光的反射、折射和干涉等现 象。
光电效应
总结词
光电效应是指光照射在物质表面时，物质吸收光能并释放出电子的现象。
光的波粒二象性
光的波粒二象性定义
光子能量与频率的关系
光既具有粒子性又具有波动性，即光 是一种波粒二象性的物理量。
光子的能量与其频率成正比，频率越 高，能量越大。这一关系是爱因斯坦 在解释光电效应时提出的。
双缝干涉实验
通过双缝干涉实验可以证明光具有波 动性，当光通过两个小缝隙时，会在 屏幕上形成明暗相间的干涉条纹。
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，这是 波动性光特有的现象。
单缝衍射实验
总结词
进一步证明光具有波动性。
详细描述
单缝衍射实验中，单色光通过狭 窄缝隙后，会在屏幕上形成衍射 图样，表现为明暗相间的条纹， 这是波动性光特有的现象。
光电效应实验
总结词
光学望远镜在天文观测、宇宙探索等 领域发挥着重要作用，为人类认识宇 宙提供了重要信息。
全息摄影技术
全息摄影技术利用光的干涉和衍射现象，能够记录物体的三维信息并实现立体再 现。
全息摄影技术在展示、广告、教育等领域有广泛应用，为人们提供了更加真实和 生动的视觉体验。
05
实验验证
双缝干涉实验
总结词
直接证明光具有波动性。
光的波粒二象性ppt课件
A.1.9 eV C.2.5 eV B.0.6 eV D.3.1 eV
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
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
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
光的波粒二象性 (26张ppt)
高中物理· 选修3-5· 教科版
4.3 光的波粒二象性
1.光的散射 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.
2 康普顿效应
1923年康普顿在做 X 射线通过物质散射的
实验时，发现散射线中除有与入射线波长相
同的射线外，还有比入射线波长更长的射线， 其波长的改变量与散射角有关，而与入射线 波长和散射物质都无关。
单缝 双缝 屏幕
2、①滤光片的作用：得到单 色光. ②单孔的作用：是获得点 光源. ③双孔的作用：相当于两 个振动情况完全相同的光源， 双孔的作用是获得相干光源.
S1
S
S2 红滤色片
得到相干光源：一分为二的思想
光的干涉
双缝干涉
屏上看到明暗相间的条纹
激 光 束
双 缝
屏
光到底是什么？……………
微粒说：认为光是一种 粒子流，是实物粒子， 有静止质量，没有波动 性。 两者相互排斥，相互矛盾！！！
3. 因为碰撞中交换的能量和碰撞的角度有关，所以波长改
变和散射角有关。
四.康普顿散射实验的意义
（1）有力地支持了爱因斯坦“光量子”假设； （2）首次在实验上证实了“光子具有动量” 的假设； （3）证实了在微观世界的单个碰撞事件中， 动量和能量守恒定律仍然是成立的。 康普顿的成功也不是一帆风顺的，在他早期的几 篇论文中，一直认为散射光频率的改变是由于“混进 来了某种荧光辐射”；在计算中起先只考虑能量守恒， 后来才认识到还要用动量守恒。 康普顿于1927年获诺贝尔物理奖。
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
圆屏衍射
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．
4.3 光的波粒二象性
1.光的散射 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.
2 康普顿效应
1923年康普顿在做 X 射线通过物质散射的
实验时，发现散射线中除有与入射线波长相
同的射线外，还有比入射线波长更长的射线， 其波长的改变量与散射角有关，而与入射线 波长和散射物质都无关。
单缝 双缝 屏幕
2、①滤光片的作用：得到单 色光. ②单孔的作用：是获得点 光源. ③双孔的作用：相当于两 个振动情况完全相同的光源， 双孔的作用是获得相干光源.
S1
S
S2 红滤色片
得到相干光源：一分为二的思想
光的干涉
双缝干涉
屏上看到明暗相间的条纹
激 光 束
双 缝
屏
光到底是什么？……………
微粒说：认为光是一种 粒子流，是实物粒子， 有静止质量，没有波动 性。 两者相互排斥，相互矛盾！！！
3. 因为碰撞中交换的能量和碰撞的角度有关，所以波长改
变和散射角有关。
四.康普顿散射实验的意义
（1）有力地支持了爱因斯坦“光量子”假设； （2）首次在实验上证实了“光子具有动量” 的假设； （3）证实了在微观世界的单个碰撞事件中， 动量和能量守恒定律仍然是成立的。 康普顿的成功也不是一帆风顺的，在他早期的几 篇论文中，一直认为散射光频率的改变是由于“混进 来了某种荧光辐射”；在计算中起先只考虑能量守恒， 后来才认识到还要用动量守恒。 康普顿于1927年获诺贝尔物理奖。
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
圆屏衍射
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．
光的波粒二象性 课件
结论
短
1、这张照片清晰的 显示了光的粒子性．
2、光子落在某些条
曝
形区域内的可能性较
光
大（干涉加强区），
时
说明光子在空间各点
间
出现的可能性的大小
可以用波动规律进行
长
解释．
让我们换一个角度思考——仍然考虑双缝干涉实验 减弱光源
分析
当光源和感光胶片之间不可能同时有两个和多个光
子时，长时间曝光得到的照片仍然和光源很强、曝光时
光的干涉和衍射现象表明光确实是一种波
镜面检测
薄膜干涉
增透膜
钢针的衍射
圆孔衍射
圆屏衍射
爱因斯坦
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．
康普顿
光是一种波，同时也是一种粒子，光具有波粒二象性
当我们做双缝干涉实验时控制曝光时间，将感光胶 片放在屏的位置上，会看到什么样的照片呢？为什么 会有这种现象？
牛顿定律进行解 释
微观粒子的运 动情况
概率统计规律解 释
当原子处于不同的能级时，电子在各 处出现的概率是不一样的，如果用疏密 不同的点子表示电子在各个位置出现的 概率，画出图来，就像云雾一样，可以 形象的称做电子云：
经典力学中，我们用质点的位置和动 量来描述它的运动状态；在微观世界， 我们不可能同时准确地得知一个粒子的 位置和动量，因此也就不能同时用这两 个量来描述它的运动．
ห้องสมุดไป่ตู้
间较短时一样，则光的波动性不是光子之间的相互作用
引起的．
波动性是光子本身的一种属性
光既表现出波动性，又表现出粒子性，由于微 观世界的某些属性与宏观世界不同，而我们的经验 仅局限于宏观物体的运动．在生活中找不到一个既 具有粒子性、又具有波动性的物理模型帮助我们研 究光子的规律．
《光的波粒二象性》课件
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
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
波粒二象性 PPT
光的波粒二象性
光波有一定的频率和波长，光子有一定 的能量和动量，是个矛盾对立的统一体， 彼此含有对方的成份，共存于光的统一体 中。
Ｅ＝ｈυ＝ｈｃ／λ， ｐ＝ｈυ／ｃ＝ｈ／λ。
2、在一定条件下波动性显著，在另一条件 下粒子性显著，即我们观察到这对矛盾的 主要方面。
A、光在传播过程中波动性显著，光在与物 质作用时粒子性表现显著。
【例1】试估算一个中学生在跑百米时的德布罗意 波的波长。 解：估计一个中学生的质量m≈50kg ，百米跑时 速度v≈7m/s ，则
h 6.63 10 34 m 1.9 10 36 m
p 50 7
由计算结果看出，宏观物体的物质波波长非常小，所以很难 表现出其波动性。
【例2】(1)电子动能Ek=100 eV；(2)子弹动量 p=6.63×106 kg.m.s-1, 求德布罗意波长。
1960年，C.Jonson的电子双缝干涉实验
后来的实验证明原子、分子、中子等微观粒子也 具有波动性。
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。
由光的波粒二象性的思想推广到微观粒子和任何运 动着的物体上去，得出物质波（德布罗意波）的概 念：任何一个运动着的物体都有一种波与它对应， 该波的波长λ= h / p。
伽尔顿板实验——表明 单个小球下落的位置是 不确定的,但是它落在中 间狭槽的可能性要大一 些，即小球落在中间的 概率较大．
光既表现出波动性，又表现出粒子性， 由于微观世界的某些属性与宏观世界 不同，而我们的经验仅局限于宏观物 体的运动．在生活中找不到一个既具 有粒子性、又具有波动性的物理模型 帮助我们研究光子的规律．
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
波粒二象性 PPT
• (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．
点击进入WORD链接
•活页作业（四十）
点击进入WORD链接
• 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)．
8.2.3 光的波粒二象性
光的波粒二象性
一、光子的能量、质量与动量
爱因斯坦把光束视为粒子流，那么“光”就不 仅具有能量，而且还应该有质量、动量，爱因斯坦 在1905年的第三篇论文即狭义相对论中全盘推出了。
光子静止质量: m0 0
光子的能量：
hν m hν
mc2
c2
光子的动量：
p m c hνc hν
c2 cp h p h e源自n二、光的波粒二象性
光的波粒二象性
hν
p h
波长、频率是描写波动性的物理量， 而质量、动量、能量是描写粒子性的物理量。 爱因斯坦对“光”同时赋予了波动性和粒子性。
光的波动性和粒子性是通过普朗克常数联系在一起
1)在有些情况(干涉、衍射、偏振等)下，光显示出波动性; 光在传播过程中显著地表现出它的波动性。
2)在另一些情况下(热辐射、光电效应等)，显示出粒子性; 在与物质相互作用时，更多的表现为粒子性。
光具有“波粒二象性” 爱因斯坦获1921年诺贝尔物理奖
一、光子的能量、质量与动量
爱因斯坦把光束视为粒子流，那么“光”就不 仅具有能量，而且还应该有质量、动量，爱因斯坦 在1905年的第三篇论文即狭义相对论中全盘推出了。
光子静止质量: m0 0
光子的能量：
hν m hν
mc2
c2
光子的动量：
p m c hνc hν
c2 cp h p h e源自n二、光的波粒二象性
光的波粒二象性
hν
p h
波长、频率是描写波动性的物理量， 而质量、动量、能量是描写粒子性的物理量。 爱因斯坦对“光”同时赋予了波动性和粒子性。
光的波动性和粒子性是通过普朗克常数联系在一起
1)在有些情况(干涉、衍射、偏振等)下，光显示出波动性; 光在传播过程中显著地表现出它的波动性。
2)在另一些情况下(热辐射、光电效应等)，显示出粒子性; 在与物质相互作用时，更多的表现为粒子性。
光具有“波粒二象性” 爱因斯坦获1921年诺贝尔物理奖
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
对光学的研究
17世纪明确形成 了两大对立学说
从很早就开始 了… …
牛顿 微粒说
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
19世纪初证明了 波动说的正确性
惠更斯
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
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
圆屏衍射
爱因斯坦
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．
康普顿
光是一种波，同时也是一种粒子，光具有波粒二象能性．
伽尔顿板实验——表明单个 小球下落的位置是不确定的, 但是它落在中间狭槽的可能 性要大一些，即小球落在中 间的概率较大．
人信服的．至于
两列水波互相穿过， 几个人的说话声音可 以同时听到，都是人 们熟知 的现象．
最新
5
• 惠更斯用波动说解 释了光的反射和折 射．
• 光的波动说在解释 光的直进和影子的 形成原因时也遇到 困难，同样无法解 释光为何能在真空 中传播。
• 可见，光的微粒说和波动说在 解释光现象时，都各有成功的 一面，但都不能完满地解释当 时的一切光现象。
• 在其后的100多年中，主要由 于牛顿的崇高地位及声望，因 而微粒说一直占主导地位，波 动说发展很缓慢．人类对光本 性的认识，还期待新的现象的 发现．直到19世纪初，人们发 现了光的干涉现象，进一步研 究了光的衍射现象．干涉和衍 射是波动的重要特征，从而光 的波动说得到迅速发展．人类 对光的本性的认识达到一个新 的阶段．
缺点:微粒说不能解释当一束光射到两种介质 界面时，既有反射，又有折射，何种情况下反 射，何种情况下折射？在解释两束光相遇后， 为何仍能沿原方向传播这一常见的现象．
最新
3
2.惠更斯的波动说
光可以看作是某种振动 在介质中的传播．
惠更斯
最新
4
水波、声波的反射和
折射现象比较容易见 到，所以波动说解释 反射、折射是可以令
在生活中找不到一个既具有粒子性、 又具有波动性的物理模型帮助我们研究光 子的规律．
随着人类认识的范围不断扩大，不可 能直接感知的事物出现在我们的眼前，需 要我们建立新的模型，提出新的理论来进 行研究.
对于一种模型，只要能与实验结果一 致，它就能在一定范围内表示所研究对象 的规律．
光的波粒二象性
第11组 演讲者：黄家平 组员：黄静文 胡鑫平
一、光学简史
1.牛顿的微粒说
在1704年出版的《光学》 一书中，牛顿认为光 是从发光体发出的并 且以一定速度在空间 直线传播的微粒（弹 性小球）。这种看法 被称为微粒说。
牛顿 最新
2
牛顿的微粒说能很好地解释光的直 进、影的形成、反射、折射等现象
我们在思考物理概念或物理规律时，往往——
气体分子热运动时 电流
光的波动性 光的粒子性
光既表现出波动性，又表现出粒子性，
频率越高的光,粒子性越明显． 波长越长的光,波动性越明显.
大量光子的行为往往显示出波动性, 个别光子的行为往往显示出粒子性．
由于微观世界的某些属性与宏观世界 不同，而我们的经验仅局限于宏观物体的 运动．