高中物理 2.3 光是波還是粒子精品 滬科選修35

2．3光是波還是粒子.

核心要點突破課堂互動講練課前自主學(xué)案知能優(yōu)化訓(xùn)練2．3

課標定位.學(xué)習(xí)目標：1.知道光具有波粒二象性．2．了解概率波的含義，知道光是一種概率波．重點難點：認識光具有波粒二象性．課標定位.課前自主學(xué)案一、光的波粒二象性光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象表明光具有_____性，麥克斯韋提出了光是一種_______，并且得到了證實．光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)表明光具有______性，現(xiàn)代物理學(xué)對光的本性的認識是：光是波，同時也是粒子，即光具有_________性．波動電磁波粒子波粒二象.二、再探光的雙縫干涉實驗重做光的雙縫干涉實驗，分別按下面的步驟進行：1．很短的曝光時間，底片上出現(xiàn)了隨機分布的光點．2．很長的曝光時間，底片上出現(xiàn)了清晰的干涉圖樣，曝光時間越長，圖樣就越清晰．光子出現(xiàn)在明條紋處的概率______出現(xiàn)在暗條紋處的概率，用光子在空間出現(xiàn)的概率來解釋光的干涉圖樣，即認為光是一種________．大于概率波.思考感悟雙縫干涉現(xiàn)象中暗條紋是光子達不到的地方嗎？提示：不是．個別光子的運動表現(xiàn)為粒子性，大量光子的運動表現(xiàn)為波動性．在干涉條紋中，顯現(xiàn)明條紋的地方，也就是光子到達機會多的地方，即光子出現(xiàn)概率大的地方；顯現(xiàn)暗條紋的地方，也就是光子到達機會少的地方，即光子出現(xiàn)概率小的地方．.核心要點突破一、對光的波粒二象性的理解實驗基礎(chǔ)表現(xiàn)說明光的波動性干涉和衍射(1)光是一種概率波，即光子在空間各點出現(xiàn)的可能性大小(概率)可用波動規(guī)律來描述．(2)足夠能量的光在傳播時，表現(xiàn)出波的性質(zhì).(1)光的波動性是光子本身的一種屬性，不是光子之間相互作用產(chǎn)生的．(2)光的波動性不同于宏觀觀念的波．.實驗基礎(chǔ)表現(xiàn)說明光的粒子性光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)(1)當光同物質(zhì)發(fā)生作用時，這種作用是“一份一份”進行的，表現(xiàn)出粒子的性質(zhì)．(2)少量或個別光子清楚地顯示出光的粒子性.(1)粒子的含義是“不連續(xù)”、“一份一份”的．(2)光子不同于宏觀觀念的粒子．光的波粒二象性(1)大量光子易顯示波動性，而少量光子易顯示粒子性．(2)波長長(頻率低)的光波動性強，而波長短(頻率高)的光粒子性強.(1)光子說并未否定波動性，E＝hν＝hc/λ中，ν和λ就是波的概念．(2)波和粒子在宏觀世界是不能統(tǒng)一的，而在微觀世界卻是統(tǒng)一的..二、對概率波的理解1．單個光子運動的偶然性我們可以知道光子落在某點的概率，但不能預(yù)言光子落在什么位置，即光子到達什么位置是隨機的，是預(yù)先不確定的．2．大量光子運動的必然性由波動規(guī)律，我們可以準確地知道，大量光子運動時的統(tǒng)計規(guī)律，因此我們可以對宏觀現(xiàn)象進行預(yù)言．特別提醒：概念波是統(tǒng)計規(guī)律的一種表現(xiàn)．.即時應(yīng)用(即時突破，小試牛刀)在雙縫干涉實驗中，若在像屏處放上照相底片，并使光子流減弱到使光子只能一個一個地通過狹縫，實驗結(jié)果證明，如果曝光時間不太長，底片上出現(xiàn)________________；如果曝光時間足夠長，底片上出現(xiàn)________________．.解析：在雙縫實驗中，如能使光子一個一個地通過狹縫，如果曝光時間短時，底片上只出現(xiàn)一些無規(guī)則分布的點子，形不成干涉特有的明、暗相間的條紋，表現(xiàn)出光的粒子性．點子分布看似無規(guī)則，但點子在底片上各處出現(xiàn)的概率卻遵從雙縫干涉實驗中波強分布的規(guī)律；如果曝光時間足夠長，底片上就出現(xiàn)如同強光短時間曝光一樣的規(guī)則的干涉條紋．在干涉條紋中光波強大的地方，也就是光子到達機會多的地方．所以，這種意義上，可以把光的波動性看作表明光子運動規(guī)律的一種概率波．答案：無規(guī)則分布的光點規(guī)則的干涉圖樣.課堂互動講練光的波粒二象性的應(yīng)用類型一例1下列有關(guān)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顯示出粒子性.【精講精析】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，光的有些行為(如光電效應(yīng))表現(xiàn)出粒子性，所以，不能說有的光是波，有的光是粒子．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(zhì)量，光子不是實物粒子，沒有靜止質(zhì)量，電子是以實物形式存在的物質(zhì)，光子是以場形式存在的物質(zhì)，所以，不能說光子與電子是同樣的一種粒子．.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，其光子能量越大，個別或少數(shù)光子的作用就足以引起光接收裝置的反應(yīng)，所以其粒子性就很顯著．綜上所述，本題正確答案為選項C.【答案】

C.【名師點睛】把微粒與波對立是由于人們對自然界認識的局限，現(xiàn)代物理學(xué)對自然的認識，已經(jīng)打破了這種局限，光既是波又是粒子，只是在不同環(huán)境條件下，它們顯現(xiàn)的程度不同．.對概率波的理解類型二例2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(shè)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.【自主解答】根據(jù)光的概率波的概念，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，可達到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正確．【答案】

CD.【規(guī)律總結(jié)】必須注意，暗紋處也有光子到達，只是由于光子個數(shù)少，反射后進入人眼的光子數(shù)少，人的視覺神經(jīng)感覺不到．..9、靜夜四無鄰，荒居舊業(yè)貧。。2023/2/32023/2/3Friday,February3,202310、雨中黃葉樹，燈下白頭人。。2023/2/32023/2/32023/2/32/3/20238:24:10AM11、以我獨沈久，愧君相見頻。。2023/2/32023/2/32023/2/3Feb-2303-Feb-2312、故人江海別，幾度隔山川。。2023/2/32023/2/32023/2/3Friday,February3,202313、乍見翻疑夢，相悲各問年。。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32/3/202314、他鄉(xiāng)生白發(fā)，舊國見青山。。03二月20232023/2/32023/2/32023/2/315、比不了得就不比，得不到的就不要。。。二月232023/2/32023/2/32023/2/32/3/202316、行動出成果，工作出財富。。2023/2/32023/2/303February202317、做前，能夠環(huán)視四周；做時，你只能或者最好沿著以腳為起點的射線向前。。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/39、沒有失敗，只有暫時停止成功！。2023/2/32023/2/3Friday,February3,202310、很多事情努力了未必有結(jié)果，但是不努力卻什么改變也沒有。。2023/2/32023/2/32023/2/32/3/20238:24:10AM11、成功就是日復(fù)一日那一點點小小努力的積累。。2023/2/32023/2/32023/2/3Feb-2303-Feb-2312、世間成事，不求其絕對圓滿，留一份不足，可得無限完美。。2023/2/32023/2/32023/2/3Friday,February3,202313、不知香積寺，數(shù)里入云峰。。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32/3/202314、意志堅強的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。03二月20232023/2/32023/2/32023/2/315、楚塞三湘接，荊門九派通。。。二月232023/2/32023/2/32023/2/32/3/202316、少年十五二十時，步行奪得胡馬騎。。2023/2/32023/2/303February202317、空山新雨后，天氣晚來秋。。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/39、楊柳散和風(fēng)，青山澹吾慮。。2023/2/32023/2/3Friday,February3,202310、閱讀一切好書如同和過去最杰出的人談話。2023/2/32023/2/32023/2/32/3/20238:24:10AM11、越是沒有本領(lǐng)的就越加自命不凡。2023/2/32023/2/32023/2/3Feb-2303-Feb-2312、越是無能的人，越喜歡挑剔別人的錯兒。2023/2/32023/2/32023/2/3Friday,February3,202313、知人者智，自知者明。勝人者有力，自勝者強。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32/3/202314、意志堅強的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。03二月20232023/2/32023/2/32023/2/315、最具挑戰(zhàn)性的挑戰(zhàn)莫過于提升自我。。二月232023/2/32023/2/32023/2/32/3/202316、業(yè)余生活要有意義，不要越軌。2023/2/32023/2/303February202317、一個人即使已登上頂峰，也仍要自強不息。