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1、,无锡市第一中学,第十七章波粒二象性第一节能量量子化第二节光的粒子性第三节粒子的波动性第四节概率波第五节不确定关系,19世纪末,牛顿定律在各个领域里都取得了很大的成功:在机械运动方面获得巨大成就。在热学方面,成功地解释了温度、压强、气体的内能。在电磁学方面,建立了能推断一切电磁现象的麦克斯韦方程。另外还找到了力、电、光、声-等都遵循的规律:能量转化与守恒定律。当时许多物理学家都沉醉于这些成绩和胜利之中。他们认为物理学已经发展到头了。,材料鉴赏:,1900年,在英国皇家学会的新年庆祝会上,著名物理学家开尔文勋爵作了展望新世纪的发言:,也就是说:物理学已经没有什么新东西了,后一辈科学家只要把做过的
2、实验再精确一下,在实验数据的小数点后面再加几位罢了!,但开尔文毕竟是一位重视现实和有眼力的科学家,就在上面提到的文章中他还讲到:,这两朵乌云是指什么呢?,黑体辐射实验,光的速度,后来的事实证明,正是这两朵乌云发展成为一场革命的风暴,乌云落地化为一场春雨,浇灌着两朵鲜花。,普朗克量子力学的诞生,相对论问世,这两朵乌云到底是什么回事呢?,经典力学,量子力学,相对论,微观领域,高速领域,能量量子化,物理学的新纪元,第一节:,思考与讨论,1,在炉火旁边有什么感觉?2,投在炉中的铁块一开始是什么颜色?过一会儿又是什么颜色?,固体在温度升高时颜色的变化:,热辐射现象:一切物体在任何温度下都在辐射电磁波,这
3、种辐射与物体的温度有关,所以叫做热辐射。辐射规律:1.辐射的电磁波中包含各种波长的电磁波,不同波长,辐射强度不同。2.温度升高,辐射强度增大,同时辐射电磁波的频率和波长也在变化。,问题:如何研究物体的热辐射规律?,注意:除了热辐射外,物体表面还会吸收和反射外界射来的电磁波。例如:常温下我们看到的物体颜色就是物体反射了该频率的电磁波,吸收了其他频率的电磁波。一些物体看起来很黑,其实是它吸收所有电磁波,反射的电磁波很弱。那么:在研究物体热辐射中,应如何避免反射电磁波的影响?,一、黑体及黑体辐射理想的热辐射体是“绝对黑体”,简称“黑体”。它在任何温度下都能全部吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射。
4、,在空腔壁上开一个很小的孔,射入小孔的电磁波在空腔中会发生多次反射和吸收,最终不能从空腔射出。这个小孔就可以看成一个绝对黑体。,德国物理学家基尔霍夫首先提出了绝对黑体的模型。,说明:黑体是个理想化的模型。例:开孔的空腔,远处的窗口等可近似看作黑体。实验表明:对于一般材料的物体,辐射电磁波的情况除与温度有关外,还与材料的种类及表面状况有关,而黑体辐射电磁波的规律只与黑体的温度有关,因而可以反映某种具有普通意义的客观规律。于是,在研究热辐射的规律时人们特别注意对黑体辐射的研究。,0123456,(m),1700K,1500K,1300K,1100K,二、黑体辐射的实验规律,随着温度的升高:1、各种
5、波长的辐射强度都有增加;2、辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。,瑞利公式在长波部分与实验结果比较吻合。但在紫外区(波长范围在紫外线附近)竟算得辐射强度为无穷大,这个荒谬的结论被认为是物理学理论的灾难,当时称为“紫外灾难”。,维恩公式在短波部分与实验结果吻合得很好,但长波却不行。,三、能量子超越牛顿的发现,微观世界的某些规律,在我们宏观世界看来可能非常奇怪。,普朗克能量子理论,*微观粒子的能量只能是某一最小能量值的整数倍,E=n(n=1,2,),这个不可再分的最小能量值叫能量子。n为正整数,称为量子数。,*带电微粒吸收和辐射能量时,也是以这个最小能量值为单位一份一份地辐射和吸收的。,h=6.
6、62610-34JS-普朗克常数,*能量子的能量:=h(是辐射吸收的电磁波的频率),理论与实验符合的让人击掌叫绝,1800K,能量量子化:,宏观世界中:能量可以是任意值,可以连续变化。例如:物体的重力势能,弹簧振子的弹性势能。微观世界中:微观粒子的能量只能是一个一个的特定值,不能连续变化。(能量量子化),例如:物体的带电量,电子绕原子核运动的轨道半径。量子化:只能取一系列分立值,不能连续变化你能举出生活中“量子化”例子吗?普朗克的量子化理论改变了人们对世界的根本认识。1900年不仅成为新世纪的开始,也成为物理学的一个新纪元。18年后,普朗克为此获得了诺贝尔物理学奖。,问题与练习,在一杯开水中放
7、入一枝温度计,开水静置室内,可以看到开水的温度是逐渐降低的,既然从微观的角度来看能量是一份一份向外辐射的,为什么它的温度不是一段一段地降低?,解释:,1.开水向外辐射的每一分能量子能量很小(微观量),而水降低1释放的能量很大(宏观量),由于温度计的精度不够,所以观察到的温度计温度不是一段一段地降低的。2.在宏观尺度内研究物体的能量变化时我们可以认为:物体的运动是连续的,能量变化是连续的,不必考虑量子化。(因为每个能量子的能量很小,宏观物体的能量不连续变化非常不明显,可以忽略不计。)3.在研究微观粒子时必需考虑能量量子化,意义:普朗克抛弃了经典物理中的能量可连续变化、物体辐射或吸收的能量可以为任
8、意值的旧观点,提出了能量量子化、物体辐射或吸收能量只能一份一份地按不连续的方式进行的新观点。这不仅成功地解决了热辐射中的难题,而且开创物理学研究新局面,标志着人类对自然规律的认识已经从从宏观领域进入微观领域,为量子力学的诞生奠定了基础。,扩展阅读:变革的困难,1900年12月14日普朗克在德国物理学会上报告了自己的研究结果,他的公式受到欢迎,但他的能量子假说,却受到冷遇,当时没有人相信他的假说。能量的变化竟然是不连续的,这与物理学界几百年来信奉的“自然界无跳跃”的原则直接矛盾,因此量子论出现之后,许多物理学家不予接受,物理学界最初的反应是极其冷淡的。人们只承认普朗克那个同实验一致的经验性的辐射
9、公式,而不承认他的理论性的量子假说。,遗憾的是,普朗克虽然发现了能量子,但他不能理解这一发现的意义,对自己的发现长期惴惴不安。在发现能量子之后的长达年时间,他总想退回到经典物理学的立场。他曾在散步时对儿子说:“我现在做的事情,要么毫无意义,要么可能成为牛顿以后物理学上最大的发现。”普朗克在做出量子假说时已年过四十。他受过严格的经典物理学训练,对经典物理学十分熟悉和热爱。他不愿意同经典物理学决裂,只是迫于事实的压力,才不得不做出能量子的假说。他的能量子理论是不彻底的,他的理论还是以承认电磁波本身的连续性为基础的。他把自己的量子假说仅仅局限于粒子对电磁波的吸收和发射的特殊性上。,年,爱因斯坦提出光
10、量子假说,成功地解释了光电效应;年,他又将量子理论运用到固体比热问题,获得成功;年,玻尔将量子理论引入到原子结构理论中,克服了经典理论解释原子稳定性的困难,建立了他的原子结构模型,取得了原子物理学划时代的进展;年,康普顿通过实验最终使物理学家们确认光量子图景的实在性,从而使量子理论得到科学界的普遍承认。科学的发展总是在困难中前进,失败不可怕,它是人类进步的阶梯。,课堂练习,1.请你填空:在做全国人口普查时我们关心的是:现在全国有几_人,班级小组长在数人数时常用:一_,两_;等.,2.灯向外辐射的能量是最小能量的整数倍.那么红光的最小能量比紫光的最小能量大还是小?,本节课的主要知识:微观粒子的运
11、动是不连续的,在发射和吸收能量的时候,不是连续的,而是一份一份的。能量是h的整数倍。每份能量为:E=h,第二节光的粒子性,光的干涉、衍射现象说明了光是电磁波,光的偏振现象进一步说明光还是横波。19世纪60年代,麦克斯韦又从理论上确定了光的电磁波本质。然而,出人意料的是,正当人们以为光的波动理论似乎非常完美的时候,又发现了用波动说无法解释的新现象-光电效应现象。对这一现象及其他相关问题的研究,使得人们对光的又一本质性认识得到了发展。,用弧光灯照射擦得很亮的锌板,(注意用导线与不带电的验电器相连),使验电器张角增大到约为30度时,再用与丝绸磨擦过的玻璃棒去靠近锌板,则验电器的指针张角会变大。,一、
12、光电效应现象,表明锌板在射线照射下失去电子而带正电,1.什么是光电效应,当光线照射在金属表面时,能使金属中的电子从表面逸出的现象,称为光电效应。逸出的电子称为光电子。,光电子定向移动形成的电流叫光电流,2.光电效应的实验规律,(1)存在饱和电流,光照不变,增大UAK,G表中电流达到某一值后不再增大,即达到饱和值。,因为光照条件一定时,K发射的电子数目一定。,实验表明:入射光越强,饱和电流越大,单位时间内发射的光电子数越多。,思考:为什么要加正向电压?不加正向电压电路中有电流吗?,分析解答:光束照在阴极K上会发生光电效应现象,但只有极少的电子能到达阳极A,电路中电流很小。加了正向电压后,大量的电
13、子在电场力的作用下向阳极运动,形成较大电流。(加正向电压的目的是放大实验效果,增强实验“可见性”)。,思考:保持光照条件不变,逐渐加大两极之间的电压,大家分析光电流会怎样变化?,:使光电流减小到零的反向电压,+,一一一一一一,v,加反向电压,如右图所示:,光电子所受电场力方向与光电子速度方向相反,光电子作减速运动。若,最大的初动能,U=0时,I0,,因为电子有初速度,则I=0,式中UC为遏止电压,(2)存在遏止电压和截止频率,存在遏止电压UC,U,K,A,实验表明:对于一定颜色(频率)的光,无论光的强弱如何,遏止电压是一样的.光的频率改变时,遏止电压也会改变。,光电子的能量只与入射光的频率有关
14、,与入射光的强弱无关。,思考:对刚才的实验,加了遏止电压后,如果再增大入射光的强度,电路中会有光电流吗?减弱光的强度,遏止电压会减小吗?,经研究后发现:当入射光的频率减小到某一数值时,即使不施加反向电压也没有光电流,这表明已经没有光电子了,这一数值称为截止频率或极限频率。,存在截止频率c,对于每种金属,都相应确定的截止频率c。,当入射光频率c时,电子才能逸出金属表面;,当入射光频率W0时,才有光电子逸出,就是光电效应的截止频率。,电子一次性吸收光子的全部能量,不需要积累能量的时间,光电流自然几乎是瞬时发生的。,对于同种颜色(频率相同)的光,光较强时,包含的光子数较多,照射金属时产生的光电子多,
15、因而饱和电流大。,由于爱因斯坦提出的光子假说成功地说明了光电效应的实验规律,荣获1921年诺贝尔物理学奖。,爱因斯坦光子假说圆满解释了光电效应,但当时并未被物理学家们广泛承认,因为它完全违背了光的波动理论。,4.光电效应理论的验证,美国物理学家密立根,花了十年时间做了“光电效应”实验,结果在1915年证实了爱因斯坦方程,h的值与理论值完全一致,又一次证明了“光量子”理论的正确。,爱因斯坦由于对光电效应的理论解释和对理论物理学的贡献获得1921年诺贝尔物理学奖,密立根由于研究基本电荷和光电效应,特别是通过著名的油滴实验,证明电荷有最小单位。获得1923年诺贝尔物理学奖,。,思考与讨论,?,课本P
16、33,可以用于自动控制,自动计数、自动报警、自动跟踪等。,四.光电效应在近代技术中的应用,1.光控继电器,可对微弱光线进行放大,可使光电流放大105108倍,灵敏度高,用在工程、天文、科研、军事等方面。,2.光电倍增管,3.光电管,光,电源,电流计,I,A,K,康普顿效应,第2课时,1.光的散射,光在介质中与物质微粒相互作用,因而传播方向发生改变,这种现象叫做光的散射,2.康普顿效应,1923年康普顿在做x射线通过物质散射的实验时,发现散射线中除有与入射线波长相同的射线外,还有比入射线波长更长的射线,其波长的改变量与散射角有关,而与入射线波长和散射物质都无关。,五.康普顿效应,3.康普顿散射的
17、实验装置与规律:,晶体,光阑,探测器,0,散射波长,康普顿正在测晶体对X射线的散射,按经典电磁理论:如果入射X光是某种波长的电磁波,散射光的波长是不会改变的!,康普顿散射曲线的特点:,a.除原波长0外出现了移向长波方向的新的散射波长。,b.新波长随散射角的增大而增大。,散射中出现0的现象,称为康普顿散射。,波长的偏移为,称为电子的Compton波长,只有当入射波长0与c可比拟时,康普顿效应才显著,因此要用X射线才能观察到康普顿散射,用可见光观察不到康普顿散射。,波长的偏移只与散射角有关,而与散射物质种类及入射的X射线的波长0无关,,c=0.0241=2.4110-3nm(实验值),1.经典电磁
18、理论在解释康普顿效应时遇到的困难,五.康普顿效应解释中的疑难,根据经典电磁波理论,当电磁波通过物质时,物质中带电粒子将作受迫振动,其频率等于入射光频率,所以它所发射的散射光频率应等于入射光频率。,无法解释波长改变和散射角关系。,2.光子理论对康普顿效应的解释,若光子和外层电子相碰撞,光子有一部分能量传给电子,散射光子的能量减少,于是散射光的波长大于入射光的波长。,若光子和束缚很紧的内层电子相碰撞,光子将与整个原子交换能量,由于光子质量远小于原子质量,根据碰撞理论,碰撞前后光子能量几乎不变,波长不变。,因为碰撞中交换的能量和碰撞的角度有关,所以波长改变和散射角有关。,1.有力地支持了爱因斯坦“光
19、量子”假设;,2.首次在实验上证实了“光子具有动量”的假设;,3.证实了在微观世界的单个碰撞事件中,动量和能量守恒定律仍然是成立的。,康普顿的成功也不是一帆风顺的,在他早期的几篇论文中,一直认为散射光频率的改变是由于“混进来了某种荧光辐射”;在计算中起先只考虑能量守恒,后来才认识到还要用动量守恒。,康普顿于1927年获诺贝尔物理奖。,六.康普顿散射实验的意义,康普顿,1927年获诺贝尔物理学奖,(1892-1962)美国物理学家,1927,19251926年,吴有训用银的X射线(0=5.62nm)为入射线,以15种轻重不同的元素为散射物质,,4.吴有训对研究康普顿效应的贡献,1923年,参加了
20、发现康普顿效应的研究工作.,对证实康普顿效应作出了重要贡献。,在同一散射角()测量各种波长的散射光强度,作了大量X射线散射实验。,六.光子的动量,动量能量是描述粒子的,频率和波长则是用来描述波的,光的粒子性,一、光电效应的基本规律,小结,1.光电效应现象,2.光电效应实验规律,对于任何一种金属,都有一个极限频率,入射光的频率必须大于这个极限频率,才能发生光电效应,低于这个频率就不能发生光电效应;当入射光的频率大于极限频率时,光电流的强度与入射光的强度成正比;光电子的最大初动能与入射光的强度无关,只随着入射光的频率增大而增大;入射光照到金属上时,光电子的发射几乎是瞬时的,一般不超过10-9秒.,
21、1.在演示光电效应的实验中,原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连,用弧光灯照射锌板时,验电器的指针就张开一个角度,如图所示,,这时()A.锌板带正电,指针带负电B.锌板带正电,指针带正电C.锌板带负电,指针带正电D.锌板带负电,指针带负电,B,练习,2.一束黄光照射某金属表面时,不能产生光电效应,则下列措施中可能使该金属产生光电效应的是()A.延长光照时间B.增大光束的强度C.换用红光照射D.换用紫光照射,D,练习,5.关于光电效应下述说法中正确的是()A.光电子的最大初动能随着入射光的强度增大而增大B.只要入射光的强度足够强,照射时间足够长,就一定能产生光电效应C.在光电效应中,饱和光电流的
22、大小与入射光的频率无关D.任何一种金属都有一个极限频率,低于这个频率的光不能发生光电效应,练习,D,练习,课本P36,1、在可见光范围内,哪种颜色光的光子能量最大?想想看,这种光是否一定最亮?为什么?,在可见光范围内,紫光的光子能量最大,因为其频率最高。,紫光不是最亮的。,一为光强,,因为光的亮度由两个因素决定,,二为人眼的视觉灵敏度。,在光强相同的前提下,由于人眼对可见光中心部位的黄绿色光感觉最灵敏,因此黄绿色光应最亮。,练习,课本P36,2、在光电效应实验中(1)如果入射光强度增加,将产生什么结果?(2)如果入射光频率增加,将产生什么结果?,(1)当入射光频率高于截止频率时,光强增加,发射
23、的光电子数增多;,当入射光频率低于截止频率时,无论光强怎么增加,都不会有光电子发射出来。,(2)入射光的频率增加,发射的光电子最大初动能增加。,练习,课本例题P36,分析,由上面讨论结果,可得:,对于一定金属,逸出功W0是确定的,电子电荷e和普朗克常量h都是常量。,所以遏止电压UC与光的频率之间是线性关系,即:Uc图象是一条斜率为的直线,练习,分析,由上面讨论结果,可得:,遏止电压Uc与光电子的最大初动能Ek有关,Ek越大,Uc越高;Uc为零,Ek为零,即没有光电子,所以与遏止电压Uc=0对应的频率应该是截止频率c,由以上分析可知:,根据数据作Uc图象即可求得,遏止电压Uc=0对应的频率就是截
24、止频率c,Uc图象是一条斜率为的直线,练习,5、根据图17.2-2所示研究光电效应的电路,利用能够产生光电效应的两种(或多种)已知频率的光来进行实验,怎样测出普朗克常量?根据实验现象说明实验步骤和应该测量的物理量,写出根据本实验计算普朗克常量的关系式。,分析:阳极与电源负极相接,阴极与电源正极相接,测出两种不同频率1、2光的遏止电压U1、U2,代入公式:,当入射光频率分别为1、2时,测出遏止电压U1、U2,由爱因斯坦光电效应方程可得,联立上两式,解得,其中e为电子的电量,测出U1与U2就可测出普朗克常量,实验步骤:,(1)将图17.2-2电路图电源正负对调,滑动变阻器滑动触头滑至最左边,用频率
25、为1的光照射,此时电流表中有电流。,将滑动变阻器滑动触头缓慢右滑,,同时观察电流表,当电流表示数为零时,停止滑动。,记下伏特表的示数U1。,(2)用频率为2的光照射,重复(1)的操作,记下伏特表的示数U2。,(3)应用计算h。,(4)多次测量取平均值。,1.电子能不能逸出:2.电子能不能从KA:加速:减速:,饱和电流与光强有关,如图所示,一伦琴射线管,K为阴极可产生电子,阴极K与对阴极A外加电压UAK30kV.设电子离开K极时速度为零,通过电压加速后而以极大的速度撞到对阴极A上而产生X射线,假定电子的全部动能转为X射线的能量求:(1)电子到达A极时的速度是多大?(2)从A极发出的X射线的最短波
26、长是多少?(3)若电路中的毫安表的示数为10mA,则每秒从A极最多能辐射出多少个X光子?(已知电子的质量me9.11031kg,电子的电荷量e1.61019C,普朗克常量h6.61034Js),第三节粒子的波动性,光的本质是什么?,牛顿的微粒说PK惠更斯的波动说,托马斯杨、菲涅耳波动说,麦克斯韦光的电磁理论,爱因斯坦光子理论,波粒二象性,一、光的波粒二象性,光子的能量和动量?,描述光的粒子性的物理量,描述光的波动性的物理量,h架起来粒子性和波动性之间的桥梁,二、粒子的波动性,光有波粒二象性,实物粒子(电子、质子)也有波粒二象性,每一个运动着的粒子与一个对应的波相联系。这种与实物粒子相联系的波也
27、叫做德布罗意波(物质波),德布罗意,三、物质波的实验验证,基本思路:如果电子、质子等实物粒子也真的具有波动性,那么它就应该能够发生干涉和衍射。具体困难:要发生明显的干涉衍射现象,障碍物或狭缝的线度要足够小。(能与波长相比较),算一算,1、一个质量为m=0.01kg、速度为300m/s的子弹,求它的德布罗意波长?2、电子枪发射的电子束(可视为发射出来是静止的),在经过100V电压加速后,求它的德布罗意波长?,实验验证:,1927年戴维孙和汤姆孙(小)分别利用电子束照射到晶体晶格上,得到了衍射图样,从而证实了电子的波动性。他们因此获得了1937年的诺贝尔物理奖。后来还陆续证实了质子、中子以及原子、
28、分子的波动性,1929年德布罗意获得了诺贝尔物理奖。,CD,ABD,2.显微镜观看细微结构时,由于受到衍射现象的影响而观察不清,因此观察越细小的结构,就要求波长越短,波动性越弱.在加速电压值相同的情况下,电子显微镜与质子显微镜的分辨本领,下列判定正确的是()A.电子显微镜分辨本领较强B.质子显微镜分辨本领较强C.两种显微镜分辨本领相同D.两种显微镜分辨本领不便比较,B,问题与练习:,1,我们根据什么说光具有波粒二象性?2,一个电子和一个质子具有同样的动能时,它们的德布罗意波长哪个大?3,射击运动员射击时会因为子弹的波动性而“失准”吗?为什么?根据现实情况下子弹质量、速度大小所对应的德布罗意波长
29、来做定性说明。,知识回顾,光是一种物质,它既具有粒子性,又具有波动性。一个能量为、动量为p的实物粒子同时具有波动性,动量为P的粒子波长:,频率:,第四节概率波,1.经典物理学粒子运动的基本特征:任意时刻的确定位置和速度以及空中的确定轨道2.经典的波特征是:具有频率和波长,也就是具有时空的周期性。,一、经典的粒子和经典的波,在经典物理学的观念中,人们形成了一种观念,物质要么具有粒子性,要么具有波动性,非此即彼。,在惠更斯与牛顿的争论中由于他们认识的局限性,认为光子的粒子性和波动性绝对不能统一起来,是相互排斥的.在结论上这是一种错误的绝对的认识论,物理学中物质分为电子、质子等实物和电场、磁场等场类
30、的两大类。法国物理学家德布罗意认为运动的物质也有波动性,运动的物质对应的波就叫物质波。由于这一理论是德布罗意提出的,因此也叫德布罗意波。所有的物质都有德布罗意波,只是动量越大其波长越短,波动性越弱,粒子性越强。,为了了解光波和物质波是什么样的波,还是从光的波粒二象性入手。观察下图的光的双缝干涉实验。,实验原理以及结论:从光源s发出的光通过双缝s1和s2后在屏上显示明暗条纹。按照光的波动理论,条纹的明暗表示到达屏上的光的速度不同。按照光子的模型,每个同频光子都带有一份能量,所以条纹明暗的分布应该是到达屏上的光子数目的分布。因此,光的强弱对应于光子的数目,即明纹处到达的光子的数多,暗纹处到达光子数
31、少。,这是否可以认为,是光子之间的相互作用使它表现出了波动行,而不是光子本身就具有波动性呢?,7个光子,100个光子,3000,20000,一个一个光子依次入射双缝的衍射实验:,70000,体现了粒子性,体现了波动性,实验结果表明,如果曝光时间不太长,底片上只出现一些无规则分布的点子,那些点子是光子打在底片上形成的,如果曝光时间足够长,我们无法把它们区分开,因此看起来是连续的.单个光子通过双缝后的落点无法预测,但是研究很多光子打在胶片上的位置,我们发现了规律性:光子落在某些条形区域内的可能性较大.这些条形区域正是某种波通过双缝后发生干涉时振幅加强的区域。这个现象表明,光子在空间各点出现的可能性
32、的大小(概率)。,正是由于这个原因,1926年德国的物理学家波恩指出:虽然不能肯定某个光子落在哪一点,但由屏上各处明暗不同可知,光子落在各点的概率是不一样的,即光子落在明纹处的概率大,落在暗纹处的概率小。这就是说,光子在空间出现的概率可以通过波动的规律确定,所以,从光子的概念上看,光波是一种概率波。,马克斯玻恩(MaxBorn18821970)德国理论物理学家,研究原子系统的规律,创立了矩阵力学,这个理论解决了旧量子论不能解决的有关原子理论的问题。是量子力学的奠基人之一。,1、德布罗意波的统计解释:a、个别微观粒子在何处出现有一定的偶然性b、大量粒子在空间何处出现的空间分布却服从一定的统计规律
33、。,二、概率波,、概率波对光的双缝干涉现象的解释:,a、光子落在明处的概率大,落在暗处的概率小。b、光波是一种概率波.,1926年德国物理学家波恩指出:,物理学中把光波叫做概率波。概率表征某一事物出现的可能性。经过长期的探索,人们发现:光既是一种波,又是一种粒子,光既表现出波动性又表现出粒子性。,a、大量光子行为显示波动性;个别光子行为显示粒子性;b、光的波长越长,波动性越强;光的波长越短,粒子性越强。,、光的波动性与粒子性是不同条件下的表现:,、概率波对物质波的双缝衍射现象的解释:,对于电子和其他微观粒子,由于同样具有波粒二象性,所以与它们相联系的物质波也是概率波。也就是说,单个粒子位置是不
34、确定的。对于大量粒子,这种概率分布导致确定的宏观结果。,按光子的模型,用统计观点看待单个粒子与粒子总体的联系,并将波的观点与粒子观点结合起来了,但这里的波是特殊意义的波,因而被称为“概率波”这种对物质波衍射与实物粒子的波粒二象性的理解,称作统计解释或概率解释,1.下列说法正确的是()A.光波是种概率波B.光波是一种电磁波C.单色光从光密介质进入光疏介质时光子的能量改变D.单色光从光密介质进入光疏介质时,光的波长不变,AB,2、对于某单色光,玻璃的折射率比水的大,则此单色光在玻璃中传播时()A其速度比在水中的大,其波长比在水中的长B其速度比在水中的大,其波长比在水中的短C其速度比在水中的小,其波
35、长比在水中的短D其速度比在水中的小,其波长比在水中的长,C,3、下列说法中正确的是()A光的干涉和衍射现象说明光具有波动性B光的频率越大,波长越大C光的波长越大,光子的能量越大D光在真空中的传播速度为3108m/s,AD,4、为了强调物理学对当今社会的重要作用并纪念爱因斯坦,2004年联合国第58次大会把2005年定为国际物理年爱因斯坦在100年前发表了5篇重要论文,内容涉及狭义相对论、量子论和统计物理学,对现代物理学的发展作出了巨大贡献某人学了有关的知识后,有如下理解,其中正确的是()A.光既具有波动性,又具有粒子性B.实物粒子只有粒子性没有波动性C.在光电效应的实验中,入射光强度增大,光电
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