高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第三册第三节 光的波粒二象性课文内容ppt课件

这是一份高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第三册第三节 光的波粒二象性课文内容ppt课件，共26页。PPT课件主要包含了第一次波粒之争，水波的干涉，第二次波粒之争，光具有波动性，菲涅尔圆孔衍射，麦克斯韦光是电磁波，光电效应实验，第三次波粒研究，光具有粒子性，康普顿效应等内容，欢迎下载使用。

1. 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。2. 体会到人类的直接经验是有限的，一个学说的正确性不能以是否与直接经验一致为依据，它最终要靠实践的检验。3.了解到人类对于自然现象的认识是螺旋式上升的，科学理论是在不断发现新的现象，探索新的规律中发展和完善的。
托马斯杨 ：双缝干涉实验（十大最美实验之一）
1888年，德国物理学家赫兹通过实验发现了电磁波。
一、光电效应的实验规律
1.存在截止频率；2.具有瞬时性；3.存在饱和电流；4.存在遏止电压，与入射光频率有关。
疑难一：截止电压由入射光频率决定，与光的强弱无关；疑难二：存在截止频率；疑难三：具有瞬时性。
经典电磁理论解释的困难
爱因斯坦光子说：光的能量不是连续的，而是是一份一份的，每份为一个光子，光子能量 .
X射线透过散射物质时，在散射光线中，发现了波长较长的成分
光子与电子发生碰撞过程，光子动量减少，波长变长
问题：光到底是粒子还是波呢？
光是一种电磁波：光的衍射和干涉光是一种粒子： 光电效应和康普顿效应
出现干涉条纹是光波动性的表现，但并不能完全排除光具有粒子性的可能。把从光源发出的光看成由大量光子组成，部分部分光子经过缝S1,部分光子经过缝S2，然后两部分光子相互作用也可能形成干涉条纹。
为排除这种可能，我们将光源的强度降低，当前一个光子已经消失在感光片上，后一个光子才从光源发出。
1. 体现出光具有粒子性。
2. 体现出光具有波动性。
3. 体现出光具有波动性。
实验结论： 由于每次穿过狭缝的只有一个光子，它不可能跟其他光子产生干涉，但光的干涉还是发生了。可见，波动性也是光子的属性。光既有粒子性，又有波动性，人们把这种性质称为光的波粒二象性。
光的粒子性:1.与物质发生作用时,表现出粒子的性质2.少量或个别光子容易显示出粒子性3.频率较大时,易显示粒子性光的波动性:1.在传播时,表现出波的性质2.大量光子容易显示出波动性3.频率较小时,波长较大，易显示波动性
光的粒子性和波动性是统一的，并不是独立存在的。
例1. 下列有关光的波粒二象性的说法中，正确的是( )A．有的光是波，有的光是粒子B．光子与电子是同样的一种粒子C．光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著D．大量光子的行为往往显示出粒子性
光子波动性和粒子性的联系
普朗克常量h是联系光子粒子性和波动性的桥梁
例2．（多选）关于光的本性，下列说法中正确的是 （ ）A．光电效应反映光的粒子性B．光子的能量由光的强度所决定C．光子的能量与光的频率成正比D．光在空间传播时，是不连续的，是一份一份的，每一份光叫做一个光子
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．
每个光子按照一定的概率落在感光片的某一点上。概率大的地方落下的光子多，形成亮纹；概率小的地方落下的光子少，形成暗纹。所以，干涉条纹是光子落在感光片上各点的概率分布的反映。因此，物理学中把光波看成是一种概率波。
例3.（多选）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
例4．下列实验中，能证明光具有粒子性的是( )A．光电效应实验 B．光的双缝干涉实验C．光的圆孔衍射实验D．康普顿效应实验
例5．下列关于光的波粒二象性的说法正确的是(　　)A．一束传播的光，有的光是波，有的光是粒子B．光波与机械波是同种波C．光的波动性是由光子间的相互作用而形成的D．光是一种波，同时也是一种粒子，光子说并未否定电磁说，在光子能量ε＝hν中，仍表现出波的特性