光的波粒二象性學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1光的波粒二象性光的波粒二象性第一頁(yè)，共9頁(yè)。光的干涉、衍射和偏振等現(xiàn)象表明光具有波動(dòng)性，而光電效應(yīng)等現(xiàn)象又無(wú)可爭(zhēng)辯地表明光是具有能量的光子(gungz)流，即光具有粒子性。這樣，已經(jīng)退出歷史舞臺(tái)的光的微粒說(shuō)，在20世紀(jì)初又以新的形式被重新提了出來(lái)?，F(xiàn)在人們認(rèn)識(shí)(rn shi)到，光既具有波動(dòng)性又具有粒子性，即光具有波粒二象性。 一、光的波粒二象性第1頁(yè)/共8頁(yè)第二頁(yè)，共9頁(yè)。沒(méi)有任何宏觀物體既具有波動(dòng)性，又具有粒子性，對(duì)于宏觀物體來(lái)說(shuō)，波粒二象性是難以想象的。但是，對(duì)于光子這樣的微觀粒子，卻只有從波粒二象性出發(fā)，才能說(shuō)明它的各種行為。實(shí)際上，愛(ài)因斯坦的光子說(shuō)并沒(méi)有否定光的電磁說(shuō)，光子能

2、量E = h, 其中的頻率表示的仍是波的特性。此外，光子說(shuō)和電磁說(shuō)都可以推導(dǎo)出光具有動(dòng)量(dngling)，并且為實(shí)驗(yàn)所證實(shí)。光子說(shuō)的結(jié)論是光子的動(dòng)量(dngling)p = h/c，電磁說(shuō)的結(jié)論是輻射能為E的光子具有的動(dòng)量(dngling)是p = E/c。由于光子的能量E = h，所以，這兩個(gè)學(xué)說(shuō)得到的結(jié)論是一致的?？梢?jiàn), 對(duì)于宏觀物體來(lái)說(shuō)完全對(duì)立的粒子性和波動(dòng)性，在微觀世界卻完美地統(tǒng)一體現(xiàn)在微觀粒子身上，這是一個(gè)必須承認(rèn)的事實(shí)。第2頁(yè)/共8頁(yè)第三頁(yè)，共9頁(yè)。在光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，在光屏處放上照相底片，并設(shè)法減弱光子流的強(qiáng)度，直到使光子只能一個(gè)一個(gè)地通過(guò)狹縫。實(shí)驗(yàn)表明，如果(rgu)曝光時(shí)

3、間不太長(zhǎng)，底片上只出現(xiàn)一些無(wú)規(guī)則分布的點(diǎn)子，這些點(diǎn)子是光子打在底片上形成的，表現(xiàn)出光的粒子性，這些點(diǎn)子的分布是無(wú)規(guī)則的。但是，如果(rgu)曝光時(shí)間足夠長(zhǎng)，底片上就出現(xiàn)了規(guī)則的干涉條紋，就像用強(qiáng)光經(jīng)短時(shí)間曝光后產(chǎn)生的結(jié)果一樣?？梢?jiàn)，光的波動(dòng)性是大量光子表現(xiàn)出來(lái)的現(xiàn)象。在干涉條紋中，那些光波強(qiáng)度大的地方也就是光子到達(dá)的概率多的地方；光波強(qiáng)度小的地方也就是光子到達(dá)的概率小的地方。所以，從這種意義上講，可以把光的波動(dòng)性看作是表明大量光子運(yùn)動(dòng)規(guī)律的一種概率波。第3頁(yè)/共8頁(yè)第四頁(yè)，共9頁(yè)。從微粒說(shuō)到光量子說(shuō)，這個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程就是對(duì)光的本質(zhì)辯證地否定(fudng)的過(guò)程。這些假說(shuō)模型經(jīng)過(guò)一次次辯證地否定(

4、fudng)，最后就越來(lái)越接近光的真實(shí)面目了。第4頁(yè)/共8頁(yè)第五頁(yè)，共9頁(yè)。 二、物質(zhì)波 在光的波粒二象性的啟發(fā)下，德國(guó)物理學(xué)家德布羅意（1892-1987）利用比較和綜合的方法，于1924年大膽提出：任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)的粒子（像電子、質(zhì)子(zhz)、中子等）都有一種與它對(duì)應(yīng)的波，其波長(zhǎng)為ph 式中p 是運(yùn)動(dòng)粒子的動(dòng)量(dngling)，h 是普朗克常量。人們把這種波叫做物質(zhì)波，也叫做德布羅意波。第5頁(yè)/共8頁(yè)第六頁(yè)，共9頁(yè)。 物質(zhì)波的發(fā)現(xiàn)(fxin)很快就在技術(shù)中得到重要的應(yīng)用。下圖的電子顯微鏡就是一個(gè)突出的例子。第6頁(yè)/共8頁(yè)第七頁(yè)，共9頁(yè)。 練 習(xí) 1. 電子(dinz)甲的速度是電子(dinz)乙的速度的2倍，哪個(gè)電子(dinz)的德布羅意波長(zhǎng)較短？ 2. 同樣(tngyng)速度的氫原子和銀原子，哪種原子的德布羅意波長(zhǎng)較短？第7頁(yè)/共8頁(yè)第八頁(yè)，共9頁(yè)。NoImage內(nèi)容(nirng)總結(jié)會(huì)計(jì)學(xué)。光子說(shuō)的結(jié)論是光子的動(dòng)量p = h/c，電磁說(shuō)的結(jié)論是輻射能為E的光子具有的動(dòng)量是p = E/c。由于光子的能量E = h，所以，這兩個(gè)學(xué)說(shuō)得到的結(jié)論是一致的。式中p 是運(yùn)動(dòng)粒子的動(dòng)量，h 是普朗克常量。