《2018-2019版高中物理 第2章 波和粒子 2.3 光是波還是粒子課件 滬科版選修3-5.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2018-2019版高中物理 第2章 波和粒子 2.3 光是波還是粒子課件 滬科版選修3-5.ppt（30頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

2.3光是波還是粒子,第2章波和粒子,[學習目標]1.知道光的波粒二象性，理解其對立統(tǒng)一的關系.2.知道光是一種概率波，知道概率波的統(tǒng)計意義.3.會用光的波粒二象性分析有關問題.,內容索引,,知識探究新知探究點點落實,題型探究重點難點各個擊破,達標檢測當堂檢測鞏固反饋,知識探究,一、光的波粒二象性,[導學探究]人類對光的本性的認識的過程中先后進行了一系列實驗，比如：光的單縫衍射實驗(圖A)光的雙縫干涉實驗(圖B)光電效應實驗(圖C)光的薄膜干涉實驗(圖D)康普頓效應實驗等等.,(1)在以上實驗中哪些體現(xiàn)了光的波動性？哪些體現(xiàn)了光的粒子性？,答案,答案單縫衍射、雙縫干涉、薄膜干涉體現(xiàn)了光的波動性.光電效應和康普頓效應體現(xiàn)了光的粒子性.,(2)光的波動性和光的粒子性是否矛盾？,答案不矛盾.大量光子在傳播過程中顯示出波動性，比如干涉和衍射.當光與物質發(fā)生作用時，顯示出粒子性，如光電效應、康普頓效應.光具有波粒二象性.,[知識梳理]1.人類對光的本性的研究,2.光的波粒二象性(1),波動性,衍射,粒子性,光電效應,波動性,粒子性,波粒,二象性,(2)光子的能量和動量①能量：E＝.②動量：p＝.(3)意義：能量E和動量p是描述物質的性的重要物理量；波長λ和頻率ν是描述物質的性的典型物理量.因此E＝hν和p＝揭示了光的粒子性和波動性之間的密切關系.,hν,波動,粒子,[即學即用]判斷下列說法的正誤.(1)光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象說明光具有波動性.()(2)光子數(shù)量越大，其粒子性越明顯.()(3)光具有粒子性，但光子又不同于宏觀觀念的粒子.()(4)光在傳播過程中，有的光是波，有的光是粒子.(),,答案,,√,√,答案當曝光時間很短時，屏上的光點是隨機分布的，具有不確定性，說明了光具有粒子性.,[導學探究]用極微弱的可見光做雙縫干涉實驗，隨著時間的增加，在屏上先后出現(xiàn)如圖1甲、乙、丙所示的圖像.,二、再探光的雙縫干涉實驗,圖1,(1)圖像甲是曝光時間很短的情況，光點的分布有什么特點？說明了什么問題？,答案,(2)圖像乙是曝光時間稍長情況，當光子數(shù)較多時落在哪些區(qū)域的概率較大？可用什么規(guī)律來確定？,答案落在某些條形區(qū)域的概率較大，這種概率可用波動規(guī)律來確定.,(3)圖像丙是曝光時間足夠長的情況，體現(xiàn)了光的什么性？怎樣解釋上述現(xiàn)象？,答案光的波動性.少量光子呈現(xiàn)粒子性，大量光子呈現(xiàn)波動性，而且光是一種概率波.,答案,[知識梳理]光波是一種概率波：光的波動性不是光子之間的引起的，而是光子自身的性質，光子在空間出現(xiàn)的概率可以通過波動的規(guī)律確定，所以，光波是一種概率波.,相互作用,固有,[即學即用]判斷下列說法的正誤.(1)光子通過狹縫后運動的軌跡是確定的.()(2)干涉條紋中，暗條紋是光子不能達到的地方.()(3)單個光子的運動具有偶然性，但光波強的地方是光子到達幾率大的地方.(),,√,答案,,題型探究,一、光的波粒二象性的理解,1.大量光子產生的效果顯示出波動性；個別光子產生的效果顯示出粒子性.2.光子和電子、質子等實物粒子一樣，具有能量和動量.和其他物質相互作用時，粒子性起主導作用；在光的傳播過程中，光子在空間各點出現(xiàn)的可能性的大小(概率)，由波動性起主導作用，因此稱光波為概率波.3.頻率低、波長長的光，波動性特征顯著，而頻率高、波長短的光，粒子性特征顯著.4.光子的能量與其對應的頻率成正比，而頻率是描述波動性特征的物理量，因此E＝hν揭示了光的粒子性和波動性之間的密切聯(lián)系.,例1下面關于光的波粒二象性的說法中，不正確的是A.大量光子產生的效果往往顯示出波動性，個別光子產生的效果往往顯示出粒子性B.頻率越大的光其粒子性越顯著，頻率越小的光其波動性越顯著C.光在傳播時往往表現(xiàn)出波動性，光在跟物質相互作用時往往表現(xiàn)出粒子性D.光不可能同時具有波動性和粒子性,答案,解析,√,解析光既具有粒子性，又具有波動性，大量的光子波動性比較明顯，個別光子粒子性比較明顯，故A正確；在光的波粒二象性中，頻率越大的光其粒子性越顯著，頻率越小的光其波動性越顯著，故B正確；光在傳播時往往表現(xiàn)出波動性，光在跟物質相互作用時往往表現(xiàn)出粒子性，故C正確；光的波粒二象性是指光即具有為波動性，又具有粒子性，二者是統(tǒng)一的，故D錯誤.,1.單個粒子運動的偶然性：我們可以知道粒子落在某點的概率，但不能預言粒子落在什么位置，即粒子到達什么位置是隨機的，是預先不能確定的.2.大量粒子運動的必然性：由波動規(guī)律我們可以準確地知道大量粒子運動時的統(tǒng)計規(guī)律，因此我們可以對宏觀現(xiàn)象進行預言.3.概率波體現(xiàn)了波粒二象性的和諧統(tǒng)一：概率波的主體是光子、實物粒子，體現(xiàn)了粒子性的一面；同時粒子在某一位置出現(xiàn)的概率受波動規(guī)律支配，體現(xiàn)了波動性的一面，所以說概率波將波動性和粒子性統(tǒng)一在一起.,二、對概率波的理解,4.光的波動性不是光子之間的相互作用引起的：(1)在雙縫干涉實驗中，光源非常弱，以至它在前一個光子到達屏幕之后才發(fā)射第二個光子，這樣就排除了光子之間相互作用的可能性.(2)盡管單個光子的落點不可預知，但是長時間曝光之后仍然可以得到明暗相間的條紋，可見，光的波動性不是光子之間的相互作用引起的，而是光子自身固有的性質.,解析根據(jù)光波是概率波的概念，對于一個光子通過單縫落在何處，是不可確定的，但概率最大的是落在中央亮紋處，可達95%以上，當然也可落在其他亮紋處，還可能落在暗紋處，不過，落在暗紋處的概率很小，故C、D選項正確.,例2(多選)在單縫衍射實驗中，中央亮紋的光強占從單縫射入的整個光強的95%以上，假設現(xiàn)在只讓一個光子通過單縫，那么該光子A.一定落在中央亮紋處B.一定落在亮紋處C.可能落在暗紋處D.落在中央亮紋處的可能性最大,答案,解析,√,√,達標檢測,1.(對光的波粒二象性的認識)下列各組現(xiàn)象能說明光具有波粒二象性的是A.光的色散和光的干涉B.光的干涉和光的衍射C.泊松亮斑和光電效應D.光的反射和光電效應,√,答案,解析,解析光的干涉、衍射、泊松亮斑是光的波動性的證據(jù)，光電效應說明光具有粒子性，光的反射和色散不能說明光具有波動性或粒子性，故選項C正確.,2,3,4,5,1,2.(對光的波粒二象性的認識)下列有關光的波粒二象性的說法中，正確的是A.有的光是波，有的光是粒子B.光子與電子是同樣的一種粒子C.光的波長越長，其波動性越顯著；波長越短，其粒子性越顯著D.大量光子的行為往往表現(xiàn)出粒子性,√,答案,解析,2,3,4,5,1,解析一切光都具有波粒二象性，光的有些行為(如干涉、衍射)表現(xiàn)出波動性，有些行為(如光電效應)表現(xiàn)出粒子性，A錯誤.雖然光子與電子都是微觀粒子，都具有波粒二象性，但電子是實物粒子，有靜止質量，光子不是實物粒子，沒有靜止質量，電子是以實物形式存在的物質，光子是以場形式存在的物質，所以B錯誤.光的波粒二象性的理論和實驗表明，大量光子的行為表現(xiàn)出波動性，個別光子的行為表現(xiàn)出粒子性.光的波長越長，衍射性越好，即波動性越顯著；光的波長越短，其粒子性越顯著，故選項C正確，D錯誤.,2,3,4,5,1,3.(對光的本性的認識)關于光的本性，下列說法中正確的是A.關于光的本性，牛頓提出“微粒說”，惠更斯提出“波動說”，愛因斯坦提出“光子說”，它們都說明了光的本性B.光具有波粒二象性是指：既可以把光看成宏觀概念上的波，也可以看成微觀概念上的粒子C.光的干涉、衍射現(xiàn)象說明光具有波動性，光電效應說明光具有粒子性D.牛頓的“微粒說”和惠更斯的“波動說”相結合就是光的波粒二象性,答案,解析,√,2,3,4,5,1,解析光的波動性指大量光子在空間各點出現(xiàn)的可能性的大小，可以用波動規(guī)律來描述，不是惠更斯的“波動說”中宏觀意義下的機械波.光的粒子性是指光的能量是一份一份的，每一份是一個光子，不是牛頓“微粒說”中的經(jīng)典微粒.某現(xiàn)象說明光具有波動性，是指波動理論能解釋這一現(xiàn)象.某現(xiàn)象說明光具有粒子性，是指能用粒子說解釋這個現(xiàn)象.要區(qū)分題中說法和物理史實與波粒二象性之間的關系.C正確，A、B、D錯誤.,2,3,4,5,1,解析光在不同條件下表現(xiàn)出不同的行為，其波動性和粒子性并不矛盾，A錯，D對；光的波動性不同于機械波，其粒子性也不同于質點，B錯；大量光子往往表現(xiàn)出波動性，個別光子往往表現(xiàn)出粒子性，C錯.,4.(對光的本性的認識)有關光的本性，下列說法中正確的是A.光具有波動性，又具有粒子性，這是相互矛盾和對立的B.光的波動性類似于機械波，光的粒子性類似于質點C.大量光子才具有波動性，個別光子只具有粒子性D.由于光既具有波動性，又具有粒子性，無法只用其中一種去說明光的一切行為，只能認為光具有波粒二象性,答案,解析,√,2,3,4,5,1,5.(對概率波的理解)為了驗證光的波粒二象性，在雙縫干涉實驗中將光屏換成照相底片，并設法減弱光的強度，下列說法正確的是A.使光子一個一個地通過雙縫干涉實驗裝置的狹縫，如果時間足夠長，底片上將出現(xiàn)雙縫干涉圖樣B.使光子一個一個地通過雙縫干涉實驗裝置的狹縫，如果時間足夠長，底片上將出現(xiàn)不太清晰的雙縫干涉圖樣C.大量光子的運動規(guī)律顯示出光的粒子性D.個別光子的運動顯示出光的波動性,答案,解析,√,2,3,4,5,1,解析單個光子運動具有不確定性，大量光子落點的概率分布遵循一定規(guī)律，顯示出光的波動性.使光子一個一個地通過雙縫，如果時間足夠長，底片上會出現(xiàn)明顯的干涉圖樣，A正確，B、C錯誤；由光的波粒二象性知，個別光子的運動顯示出光的粒子性，D錯誤.,1,2,3,4,5,