粤教版 (2019)第三节 光的波粒二象性获奖ppt课件

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通过光的双缝干涉实验了解和理解光的本性--波粒二象性，知道光既具有波动性又有粒子性。了解光是一种概率波。
光的波动性和粒子性是相互矛盾的，无法统一，这种说法正确吗？
人类从古代到近代、东方和西方科学家对光的本性的认识过程：
（1）战国时期的《墨经》记载了投影、小孔成像等现象；
（2）古希腊学者欧几里得的《反射光学》论述了光在传输过程中的原理和光的反射定律；
17世纪明确形成了两大对立学说
1807年，英国科学家托马斯·杨做了著名的光的双缝干涉实验；
1862年，英国科学家麦克斯韦预言光是一种电磁波
1888年，德国物理学家赫兹通过实验发现了电磁波。
【讨论与交流】光电效应和康普顿效应让光的微粒说以一种新的形式呈现于世人面前。但爱因斯坦所说的“光子”与牛顿所坚持的“微粒”是一样的吗？
爱因斯坦所提出的光子说认为光子是波动性与物质性统一存在的，而牛顿提出的微粒说则认为非此即彼，不是物质就是波动，并且他认为光只有物质性。
实验现象：产生干涉，在感光片上形成明暗相间的干涉条纹。
实验结论：说明光具有波动性。
实验二：将光源S的强度降低，直到入射光减弱到每次只有一个光子经过夹缝。
（1）记录一段时间：感光片上呈现杂乱分布的几个亮点；
（2）记录时间加长：亮点在感光片上形成模糊的条纹，光子主要落在感光片的亮纹处，这就是干涉条纹；
（3）记录时间越长：干涉条纹越明显。
实验结论：光具有粒子性
实验结论：光具有波动性。
对于单个光子而言，它的运动时不确定的，通过夹缝后所处的位置也是不确定的，但从大量光子的行为来看，它们在某个位置出现的概率大，另一些位置出现的概率小，概率大的位置和概率小的位置恰好与某种波干涉的亮条、暗条的位置相合，所以光是一种概率波。
【思考问题】光波和机械波有什么不同？
机械波在介质中传播，光波可以在真空中传播，不需要介质；
光的干涉图景实际上并非是水波那样波峰与波峰叠加、波峰与波谷叠加的图景，明条纹只是光子到达概率大的地方。
1、光是概率波，波动性是光子的固有属性；2、在光子数目少、照射时间短、波长小、频率大时，光的粒子性显著；在光子数目多、照射时间长、波长大、频率小时，光的波动性显著。
1：在学完“光的波粒二象性”内容后，小李同学说：“大量光子的行为表现为波动性，个别光子的行为往往表现出粒子性。当光表现为波动性时，就不具有粒子性了；而光表现出粒子性时，就不在具有波动性了。”他的观点正确吗？为什么？
光的干涉和衍射实验表明光是一种电磁波，具有波动性，光电效应则表明光具有粒子性，在某种情况下，光表现为波动性，并不代表其不具备粒子性。光的波粒二象性表明，无论在何种情况下，光同时具有波动性和粒子性。
2：小玲同学认为，光波和声波都具有波动性，只不过光波的频率高，波长较短。对此，你认同她的观点吗？为什么？
光是电磁波，声波是机械波，它们的本质是不同的。声波有振幅、频率，频率较低，波长较长。光波不是机械波，具有波粒二象性，是一种能量，发射光波需要电磁性质的能量释放过程，而发射声波只需要振动的物体带动空气振动即可。
3．(多选)对光的认识，下列说法中正确的是(　　)A．个别光子的行为表现为粒子性，大量光子的行为表现为波动性B．光的波动性是光子本身的一种属性，不是光子之间的相互作用引起的C．光表现出波动性时，就不具有粒子性了；光表现出粒子性时，就不具有波动性了D．光的波粒二象性应理解为：在某种场合下光的波动性表现明显，在另外某种场合下，光的粒子性表现明显
4.在光的单缝衍射实验中，在光屏上放上照相底片，并设法控制光的强度，尽可能使光子一个一个地通过狭缝，假设光子出现在中央亮纹的概率为90%，下列说法正确的是( )A．第一个光子一定出现在中央亮纹上B．第一个光子可能不出现在中央亮纹上C．如果前9个光子均出现在中央亮纹上，则第10个光子还有可能出现在中央亮纹上D．如果前9个光子均出现在中央亮纹上，则第10个光子一定不能出现在中央亮纹上