2008高考物理复习 光的波粒二象性 ppt.ppt

1、产生光电效应的条件 4、光电流强度的决定 当入射光的频率大于极限频率时， 光电流强度与入射光的强度成正比。 猜测 光既是一种波，又是一种粒子，因此有的科学家猜测，在一束光中，光子之间的相互作用使光表现出了波的性质 现在请大家猜测一下是否是这一原因？ 如何设计一个实验证明你的观点？ 氢原子电子云 给氢原子拍摄一张照片 再给氢原子拍摄一张照片 再给氢原子拍摄一张照片 再给氢原子拍摄一张照片 再给氢原子拍摄一张照片 给氢原子拍照，并将2张照片叠加 给氢原子拍照，并将3张照片叠加 给氢原子拍照，并将4张照片叠加 给氢原子拍照，并将5张照片叠加 给氢原子拍照，并将20张照片叠加 给氢原子拍照，并将100张照片叠加 给氢原子拍照，并将500张照片叠加 给氢原子拍照，并将1000张照片叠加 给氢原子拍照，并将10000张照片叠加 * * * 二、光的波粒二象性 圆屏衍射 圆孔衍射 钢针的衍射 增透膜 薄膜干涉 镜面检测 光的干涉和衍射现象表明光确实是一种波 光电效应的基本规律 2、光电子的最大初动能 爱因斯坦的光电方程 任何一种金属，都有一个极限频率，入射光的频率必 须大于这个极限频率才能产生光电效应，低于这个频 率的光，无论光强怎样大，也不能产生光电效应。 3、光电效应的产生时间 光电子发射所经过的时间至多为10－9 秒（这个现象一般称作“光电子的瞬时发射”）。 爱因斯坦 康普顿 光电效应以及康普顿效应等无可辩驳的证实了光是一种粒子． 光是一种波，同时也是一种粒子，光具有波粒二象性 频率低波长长的光波动性较明显 频率高波长短的光粒子性较明显 光具有波粒二象性 当我们用很弱的光做双缝干涉实验时，将感光胶片放在屏的位置上，会看到什么样的照片呢？为什么会有这种现象？ 短 长 曝光时间 结论 1、这张照片清晰的显示了光的粒子性． 2、光子落在某些条形区域内的可能性较大（干涉加强区），说明光子在空间各点出现的可能性的大小（概率）可以用波动规律进行解释． 光波是一种概率波，概率表征某一事物出现的可能性． 伽尔顿板实验——表明单个小球下落的位置是不确定的,但是它落在中间狭槽的可能性要大一些，即小球落在中间的概率较大． 让我们换一个角度思考——仍然考虑双缝干涉实验 减弱光源 分析 当光源和感光胶片之间不可能同时有两个和多个光子时，长时间曝光得到的照片仍然和光源很强、曝光时间较短时一样，则光的波动性不是光子之间的相互作用引起的． 波动性是光子本身的一种属性 气体分子热运动时 电流 光的波动性 光的粒子性 我们在思考物理概念或物理规律时，往往建立新的模型 光的波粒二象性 惠更斯波动说 牛顿的微粒说 麦克斯韦光的电磁说 爱恩斯坦光子说 光本性认识 1．光子既不是经典的波（惠更斯波），也不是经典的粒子（牛顿弹性球）。光是客观世界物质形式之一。 2．光的波粒二象性最好地反映了自然科学中的矛盾统一性，对立依存的唯物辩证思想和奇异和谐美。由此使人类对微观世界的认识大步向前。 练习题： 1、光的_________和___________现象说明光具有波动性，__________现象说明光具有粒子性．我们无法只用其中一种观点说明光的一切行为，因而认为光具有__________性． 干涉 衍射 光电效应 波粒二象 2、光既具有波动性，又具有粒子性。大量光子表现出的_________强，少量光子表现出的________强；频率高的光子表现出的_________强，频率低的光子表现出的_________强． 波动性 粒子性 粒子性 波动性 物 质 波 物质 实物 (宏观物体，微观粒子) “场” (电场，磁场) 问题：光是一种电磁波，同时光又具有粒子性。那么，原子、分子等实物粒子是否也会在一定条件下表现出波动性？ 猜想：1924年, 法国物理学家德布罗意大胆假设所有运动着的物体，除了具有粒子的特性之外，也必定同时具有波动的特性。 任何运动着的物体，除了具有粒子的特性之外, 也必定同时具有波动的特性。 这种伴随着物体的波动称为物质波，也叫德布 罗意波。 物 质 波 法国物理学家：德布罗意提出物质波的概念。 物质波的频率、波长 E：物质的能量 p：物质的动量 问题：为何一般宏观物体的波动性很难观察到？ 答案：因为宏观物体的德布罗意波长太小，所以很难观察到它们的波动性！(微观粒子更容易些) 例1：估算一下运动员百米赛跑时的德布罗意波长，并说明我们能否观察到运动员的波动性？ 波长太短，很难观察到其波动性！ 例2：课本p52例题 1927年，英美两国物理学家分别用电子束照射金属晶体(晶格数量级10-10m)，得到了电子束的衍射图案，验证了德布罗意的假设。 戴维森(美国) G.P.汤姆生 (英国) 193