《高中物理 4.3 光的波粒二象性课件 教科版选修35》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理 4.3 光的波粒二象性课件 教科版选修35（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、高中物理高中物理选修选修3-5教科版教科版4.3 光的波粒二象性光的波粒二象性目标定位1.了解康普顿效应及其意义，了解光子理论对康普顿效应的解释.2.知道光的波粒二象性，知道波和粒子的对立统一的关系.3.了解什么是概率波，知道光也是一种概率波1康普顿效应(1)光的散射：光子在介质中和物体微粒相互作用，使光的_发生偏转，这种现象叫光的散射(2)康普顿效应：X射线经物质散射后波长_的现象2光的波粒二象性(1)光既具有_性，又具有_性，即光具有波粒二象性(2)光的波动性的证明：光能发生_、_和色散等波特有的现象传播方向传播方向变长变长波动波动粒子粒子干涉干涉衍射衍射(3)光的粒子性的证明：光在与其他
2、物质相互作用时，能量光的粒子性的证明：光在与其他物质相互作用时，能量和动量是以和动量是以_的形式进行交换的的形式进行交换的_现现象和象和康普顿康普顿效应证明光具有粒子性效应证明光具有粒子性4光是一种概率波光是一种概率波在双缝干涉实验中，屏上亮纹的地方，是光子到达概率在双缝干涉实验中，屏上亮纹的地方，是光子到达概率_的地方，暗纹的地方是光子到达概率的地方，暗纹的地方是光子到达概率_的地方所以的地方所以光波是一种光波是一种_波，即光波在某处的强度代表着光子在波，即光波在某处的强度代表着光子在该处出现该处出现_h粒子粒子波动波动一份一份一份一份光电效应光电效应大大小小概率概率概率的大小概率的大小一、
3、对康普顿效应的理解康普顿效应不仅有力地验证了光子理论，而且也证实了微观领域的现象，也严格遵循能量守恒和动量守恒定律康普顿效应深刻揭示出光具有粒子性的一面【例1】康普顿效应证实了光子不仅具有能量，也有动量图431给出了光子与静止电子碰撞后，电子的运动方向，则碰撞后光子可能沿方向_运动，并且波长_(填“不变”“变短”或“变长”)图431答案1变长解析因光子与电子的碰撞过程动量守恒，所以碰撞后光子和电子的总动量的方向与光子碰撞前动量的方向一致，可见碰撞后光子运动的方向可能沿1方向，不可能沿2或3方向；通过碰撞，光子将一部分能量转移给电子，光子的能量减少，由h知，频率变小，再根据c知，波长变长二、对光
4、的波粒二象性的理解实验基实验基础础表现表现说明说明光的波光的波动性动性干涉和干涉和衍射衍射1.光是一种概率波，光是一种概率波，即光子在空间各点即光子在空间各点出现的可能性大小出现的可能性大小(概率概率)可用波动规可用波动规律来描述律来描述.2.足够能量的光在足够能量的光在传播时，表现出波传播时，表现出波的性质的性质.1.光的波动性是光光的波动性是光子本身的一种属性，子本身的一种属性，不是光子之间相互不是光子之间相互作用产生的作用产生的.2.光的波动性不同光的波动性不同于宏观观念的波于宏观观念的波.光的粒光的粒子性子性光电效光电效应、康应、康普顿效普顿效应应当光同物质发生作当光同物质发生作用时，
5、这种作用是用时，这种作用是“一份一份一份一份”进行的，进行的，表现出粒子的性质表现出粒子的性质. 少量或个别光子清少量或个别光子清楚地显示出光的粒子楚地显示出光的粒子性性粒子的含义是粒子的含义是“不不连续连续”、“一份一份一份一份”的的. 光子不同于宏观观光子不同于宏观观念的粒子念的粒子波动性波动性和粒子和粒子性的对性的对立、统立、统一一大量光子易显示波动性，而大量光子易显示波动性，而少量光子易显示出粒子性少量光子易显示出粒子性. 波长长波长长(频率低频率低)的光波动的光波动性强，而波长短性强，而波长短(频率高频率高)的光的光粒子性强粒子性强光子说并未否定光子说并未否定波波动动性，性，Eh 中
6、中，和和就是波的概念就是波的概念波和粒子在宏观世界波和粒子在宏观世界是不能统一的，而在是不能统一的，而在微观世界却是统一的微观世界却是统一的【例2】(2014伊犁哈萨克高二检测)关于光的波粒二象性的理解正确的是()A大量光子的行为往往表现出波动性，个别光子的行为往往表现出粒子性B光在传播时是波，而与物质相互作用时就转变成粒子C高频光是粒子，低频光是波D波粒二象性是光的根本属性，有时它的波动性显著，有时它的粒子性显著答案AD解析光的波粒二象性指光有时候表现出的粒子性较明显，有时候表现出的波动性较明显，D正确；大量光子的效果往往表现出波动性，个别光子的行为往往表现出粒子性，A正确；光在传播时波动性
7、显著，光与物质相互作用时粒子性显著，B错误；频率高的光粒子性显著，频率低的光波动性显著，C错误借题发挥解答此类问题的关键是要理解以下知识要点：(1)光是一种波，同时也是一种粒子，也就是说光具有波粒二象性；(2)光的波动性在光的传播过程中体现出来，具有一定的波长和频率，能够发生干涉和衍射现象；针对训练有关光的本性，下列说法正确的是()A光既具有波动性，又具有粒子性，这是互相矛盾和对立的B光的波动性类似于机械波，光的粒子性类似于质点C大量光子才具有波动性，个别光子只具有粒子性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答案D三、对光是概率波的理解
8、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，是预先不能确定的2大量粒子运动的统计规律：光在传播过程中，光子在空间出现的概率可以通过波动规律确定，所以光是一种概率波【例3】在单缝衍射实验中，中央亮纹的光强占从单缝射入的整个光强的95%以上，假设现在只让一个光子通过单缝，那么该光子()A一定落在中央亮纹处B一定落在亮纹处C可能落在暗纹处D落在中央亮纹处的可能性最大答案CD解析根据光波是概率波的概念，对于一个光子通过单缝落在何处，是不确定的，但概率最大的是落在中央亮纹处当然也可落在其他亮纹处，还可能落在暗纹处，不过，落在暗纹处的概率很小，故C、D选项正确.
