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第四章 波粒二象性
第3節 光的波粒二象性
光的本質是什么？
1.了解光的本性探究過程
2.知道光的波粒二象性
17世紀明確形成了兩大對立學說
牛頓
惠更斯
微粒說
波動說
由于波動說沒有數學基礎以及牛頓在物理學界的崇高地位，得微粒說一直占上風
19世紀初證明了波動說的正確性
一、光的本性之爭
光的性質不同側面
波動性：突出表現在傳播過程中（干涉與衍射）
粒子性：突出表現在與物質相互作用中（光電效應、康普頓效應、黑體輻射）
單純用波動或粒子模型均不能完整地描述光的性質
實驗驗證：光的雙縫干涉
現象：出現明暗相間的條紋。
結論：光的波動性
思考：如果光是波。當光強減弱后會發生什么？
二、光的波粒二象性
結論：干涉圖像的變化體現光的粒子性。
現象：當光強減弱，屏幕上的條紋變成不連續的光點。
分析：光強較強時光子數量很多且無法將單個光子進行區分，因此圖像是連續的。
現象：記錄時間較短，亮點雜亂分布，記錄時間越長，干涉條紋越明顯。
分析：單個光子的運動軌跡不確定，從大量光子的統計結果看，概率大小與某種波的亮暗條紋相符合。
結論：單個光子也具有波動性。
光既不是經典的粒子，也不是經典的波，它同時具有波動性和粒子性，即波粒二象性。由于干涉條紋是光子落在感光片各點概率分布的反應，因此物理學中把光波看做概率波。
粒子性
波動性
能量ε
動量p
頻率ν
波長λ
h
辨析：
1.光即是粒子又是波。
2.有的光是粒子，有的光是波。
1.人們對“光的本性”的認識，經歷了漫長的發展過程，下列符合物理學史實的是(　　)
A.牛頓提出光是一種高速粒子流，并能解釋一切光的現象
B.惠更斯認為光是機械波，并能解釋一切光的現象
C.為了解釋光電效應，愛因斯坦提出了光子說
D.為了說明光的本性，麥克斯韋提出了光的波粒二象性
C
2.下列關于光的波粒二象性的說法中，正確的是(　　)
A.一束傳播的光，有的光是波，有的光是粒子。
B.光波與機械波是同樣的一種波。
C.光的波動性是由于光子間的相互作用而形成的。
D.光是一種波，同時也是一種粒子，光子說并未否定電磁說，在光子能量ε＝hν中，頻率ν仍表示的是波的特性。
D
3.(多選)對光的認識，下列說法正確的是(　 　)
A.個別光子的行為表現為粒子性，大量光子的行為表現為波動性
B.光的波動性是光子本身的一種屬性，不是光子之間的相互作用引起的
C.光表現出波動性時，就不具有粒子性了，光表現出粒子性時，就不具有波動性了
D.光的波粒二象性應理解為：在某些場合下光的波動性表現明顯，在某些場合下光的粒子性表現明顯
ABD
光既有粒子性又有波動性，這種性質稱為光的波粒二象性。由于干涉條紋是光子落在感光片各點概率分布的反應，光波也可以看做概率波。

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