《光的波粒二象性》课件1.ppt
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- 关 键 词:
- 光的波粒二象性 二象性 课件
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1、第二章波粒二象性第二章波粒二象性第三节康普顿效应及其解释第三节康普顿效应及其解释 第四节光的波粒二象性第四节光的波粒二象性 栏目链接栏目链接1了解什么是康普顿效应了解什么是康普顿效应2知道光子是具有动量的,并了解光子动量的表知道光子是具有动量的,并了解光子动量的表达式达式3了解康普顿应用光的电磁理论解释遇到的困难,了解康普顿应用光的电磁理论解释遇到的困难,了解康普顿是如何解释康普顿效应的了解康普顿是如何解释康普顿效应的4知道光既具有波动性又有粒子性知道光既具有波动性又有粒子性5了解光是一种概率波了解光是一种概率波 栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接在经典物理学的观念中,人们形成了一种观念,物在
2、经典物理学的观念中,人们形成了一种观念,物质要么具有粒子性,要么具有波动性,非此即彼质要么具有粒子性,要么具有波动性,非此即彼光的干涉、衍射等现象无可争辩地表明光具有波动光的干涉、衍射等现象无可争辩地表明光具有波动性,而光电效应又无可争辩地表明光具有粒子性由于光性,而光电效应又无可争辩地表明光具有粒子性由于光既具有波动性又具有粒子性,我们将无法只用其中的一种既具有波动性又具有粒子性,我们将无法只用其中的一种去说明光的一切行为去说明光的一切行为现在,人们认识到,光既具有波动性又具有粒子性,现在,人们认识到,光既具有波动性又具有粒子性,也就是说光具有波粒二象性也就是说光具有波粒二象性 栏目链接栏目
3、链接显而易见,在经典物理学中,波和粒子是两种不同显而易见,在经典物理学中,波和粒子是两种不同的研究对象,具有非常不同的表现那么,为什么光和微的研究对象,具有非常不同的表现那么,为什么光和微观粒子既表现有波动性又表现有粒子性的双重属性呢?让观粒子既表现有波动性又表现有粒子性的双重属性呢?让我们一起去探索经典的粒子和经典的波吧!我们一起去探索经典的粒子和经典的波吧!栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接变长变长不变不变 栏目链接栏目链接相等相等变长变长h动量动量 栏目链接栏目链接4光的干涉和衍射实验表明,光是一种光的干涉和衍射实验表明,光是一种_,具,具有有_;光电效应和康普顿效应则表明,光在与物;光
4、电效应和康普顿效应则表明,光在与物体体_时,必须看成是一颗颗时,必须看成是一颗颗_的形式出现的形式出现的,具有的,具有_5双缝干涉中每次穿过双缝的只有一个光子,它不双缝干涉中每次穿过双缝的只有一个光子,它不可能跟其他光子产生可能跟其他光子产生_但光的但光的_还是发还是发生了可见,波动性是每一个光子的生了可见,波动性是每一个光子的_光既有光既有粒子性,又有波动性,单独使用波或粒子都无法完整地粒子性,又有波动性,单独使用波或粒子都无法完整地描述光的所有性质描述光的所有性质电磁波电磁波波动性波动性相互作用相互作用光子光子粒子性粒子性干涉干涉干涉干涉属性属性6光既有光既有_性,又有性,又有_性,我们把
5、光性,我们把光的这种性质叫做光的的这种性质叫做光的_7干涉条纹是光子在感光片上各点的干涉条纹是光子在感光片上各点的_分布分布的反映这种的反映这种_分布就好像分布就好像_的分布,的分布,称光波是一种概率波称光波是一种概率波波动波动粒子粒子波粒二象性波粒二象性 栏目链接栏目链接概率概率概率概率波的强度波的强度 栏目链接栏目链接知识点知识点1康普顿效应及其解释康普顿效应及其解释 栏目链接栏目链接守恒、能量守恒电子碰前可认为是静止的,碰后获得守恒、能量守恒电子碰前可认为是静止的,碰后获得了一定的动量和能量,碰后光子的动量、能量减少,散射光了一定的动量和能量,碰后光子的动量、能量减少,散射光的波长变长的
6、波长变长康普顿效应再次证明了爱因斯坦光子假说的正确性它康普顿效应再次证明了爱因斯坦光子假说的正确性它不仅证明了光子具有能量,同时还证明了光子具有动量不仅证明了光子具有能量,同时还证明了光子具有动量如果按照经典电磁理论,入射波引起物质中电子的振动,如果按照经典电磁理论,入射波引起物质中电子的振动,这种振动频率必然与入射波的频率相同,从而引起的散射波这种振动频率必然与入射波的频率相同,从而引起的散射波也应该与入射波的频率相同,而散射前后的介质相同,所以也应该与入射波的频率相同,而散射前后的介质相同,所以散射前后波长也就不变因此康普顿效应说明了光具有粒子散射前后波长也就不变因此康普顿效应说明了光具有
7、粒子性性 栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接例例1 求波长为求波长为0.35 nm的的X射线光子的能量和动量大射线光子的能量和动量大小小(已知已知h6.631034 Js)课堂训练课堂训练1康普顿效应证实了光子不仅具有能量,也有动量,康普顿效应证实了光子不仅具有能量,也有动量,下图给出了光子与静止电子碰撞后,电子的运动方向,则碰下图给出了光子与静止电子碰撞后,电子的运动方向,则碰后 光 子 可 能 沿 方 向后 光 子 可 能 沿 方 向 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 运 动,并 且 波 长运 动,并 且 波 长_(填填“不变不变”、“变小变小”或或“变长变长”)栏目链接栏目链接
8、解析:解析:因光子与电子碰撞过程动量守恒,所以碰因光子与电子碰撞过程动量守恒,所以碰撞之后光子和电子的总动量的方向与光子碰前的方向一撞之后光子和电子的总动量的方向与光子碰前的方向一致,可见碰后光子的方向可能沿致,可见碰后光子的方向可能沿1方向,不可能沿方向,不可能沿2或或3方向;通过碰撞,光子将一部分能量转移给电子,能量方向;通过碰撞,光子将一部分能量转移给电子,能量减少,由减少,由h知,频率变小,再根据知,频率变小,再根据c知,波长变知,波长变长长答案答案:1 变长变长 栏目链接栏目链接光具有粒子性,又有波动性,单独使用波或粒子的解光具有粒子性,又有波动性,单独使用波或粒子的解释都无法完整地
9、描述光的所有性质,有人就把这种性质称为释都无法完整地描述光的所有性质,有人就把这种性质称为波粒二象性波粒二象性大量大量(多数多数)光子行为易表现为波动性,个别光子行为易表现为波动性,个别(少数少数)光子光子行为易表现出粒子性;波长较长的,易表现为波动性;波长行为易表现出粒子性;波长较长的,易表现为波动性;波长较短的,易表现为粒子性;光在传播的过程中,易表现为波较短的,易表现为粒子性;光在传播的过程中,易表现为波动性;在与其他物质相互作用时,易表现为粒子性光是波动性;在与其他物质相互作用时,易表现为粒子性光是波动性与粒子性的统一动性与粒子性的统一 栏目链接栏目链接知识点知识点2 对光的波粒二象性
10、的认识与理解对光的波粒二象性的认识与理解光在传播时体现出波动性起主导作用,在与其他光在传播时体现出波动性起主导作用,在与其他物质相互作用时,粒子性起主导作用物质相互作用时,粒子性起主导作用光的能量与其对应的频率成正比,而频率是反映光的能量与其对应的频率成正比,而频率是反映波动性特征的物理量,因此波动性特征的物理量,因此h揭示了光的粒子性与揭示了光的粒子性与波动性的密切联系波动性的密切联系波动性是光子的本身属性,不能把光看作宏观上波动性是光子的本身属性,不能把光看作宏观上的波,也不能把光看作宏观上的粒子的波,也不能把光看作宏观上的粒子 栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接例例2 下列说法正确的是下
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