波粒二象性 整章课件

1、，在1900年英国皇家学会新年庆祝会上，著名物理学家凯尔文爵士发表了展望新世纪的言论：“科学的大楼差不多完成了，后辈物理学家只需要做零碎的修补工作。”Kelvin也就是说，物理学不再有新的东西。下一代只需要再做一个实验，在实验数据的小数点后加上几个！但是Kelvinbi充满了重视现实和眼光的科学家。在上面提到的文章中，他说：“但是在物理学的晴朗天空的远处，有两朵不安的乌云。-，1，学PPT交换的话，两个牙齿乌云是什么意思？一个与黑体辐射有关，另一个与迈克尔逊实验有关。不到一年(1900年底)，量子论在第一个乌云中诞生，接着(1905年)相对论在第二个乌云中诞生。古典物理学的大厦完全摇晃，物理学

2、发展到了更广阔的领域。它是“怀疑山重水，流岩画名另一个村庄，2，交流PPT，17.1能量量化：物理学的新时代，3，交流PPT，1，黑体和黑体辐射，1，热辐射，(1)定义：所有物体，(1)，固体学温度上升时颜色的变化，4，AC PPT。例如，铁块温度从看不见的光到黄白色，温度发出的能量，电磁波的短波成分，直觉：低温物体发出的是红外热物体来自可见光高温物体的紫外线，5，AC PPT，(，6，学习交流PPT，2，黑体，(1)，(2)黑体模型，(3)特征，7，学习交流PPT，n，n，2，能量者：普朗克常数，10，学习交流PPT，1 2 3 5 6 8 9，4，7 1918年他获得了诺贝尔物理学奖近十年

3、后(1897年，因为发现了J.Thomson牙齿电子)，人们意识到它是来自金属表面的电子。牙齿电子被称为光电，其等效效应被称为光电效应。物理问题：13，学习交流PPT，17.2科学的拐点：光的粒度，14，学习交流PPT，回顾人类对光的本质认识的发展过程。，学波动说(霍根斯)粒子说(牛顿)，电子说(麦克斯韦)，15，交流电PPT，用紫外线灯擦得亮的锌板，锌板暴露在紫外线下，表示失去电子，带正电。实验，16，学习交流PPT，1，光电效应现象，光(包括可见光)的调查下物体发射电子的现象称为光电效应。发射的电子称为光电子。的(photoelectronics)。17，交流PPT，2，学习光电效应的实验

4、规律，光通过石英窗口照射阴极，电子逸出-光电。光电在电场下形成光电流。18，学习交流PPT，1，每种金属都有截止频率(极限频率)C。当入射光频率C存在时，电子可以离开金属表面。入射入射光频率C时，不管光强有多大，电子都不会脱离金属表面。2，光子最大初始动能随入射光频率的增加而增加。抑制电压UC=EKm(将光电流减少到0的反向电压)随入射光频率的增加而增加，与光强度无关。3，光电效应的产生时间为10-9秒，几乎是瞬间。4，饱和光电流与入射光的强度成正比。入射光越强，单位时间内发射的光电子数就越多。19，学习交流PPT，3，光电效应解释的困难，经典理论只能解释第4条规则。20，学习交流PPT，4，

5、爱因斯坦的光子是1，内容：光在发射和吸收时只有一种能量，频率高的光本身由大量能量为H的光(量)组成，牙齿光子沿着光的传播方向移动到光速C。2 .爱因斯坦光电效应方程，电子离开金属表面所需工作的最小值称为逸出工作。光电的最大初始动能。21，学习交流PPT，3，光子说光电效应的说明，22，学习交流PPT，4。光电效应理论的验证，美国物理学家米利根，进行了10年的“光电效应”实验，结果1915年爱因斯坦方程，H的值和爱因斯坦提出的光子假说成功地解释了光电效应的实验规律，因此获得了1921年诺贝尔物理学奖。23，学习交流PPT，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，1921年获得诺贝尔

6、物理学奖，米利根研究了基本电荷和光电效应，因此通过特别著名的油滴实验，证明电荷具有最小的单位。1923年获得了诺贝尔物理学奖。24，AC PPT，milligan学习实验的目的是通过测量金属的抑制电压UC和入射光频率来计算普朗克常数H。UC-创建图像。25，学AC PPT，求普朗克常数H，学牙齿金属的截止频率C，26，AC PPT，5，光电效应在现代技术中应用。光电管：将光信号转换成传记信号。可用于自动控制、自动计算、自动报警、自动跟踪等的光控制继电器，27，学习交流PPT，图中所示的用于光电效应实验的设备简图。在真空萃取的玻璃管内，K是阴极(由金属铯制成，产生光电效应的逃生工作为1.9eV)

7、，A是阳极。在a，B之间不连接电源的情况下，用频率(高于铯的极限频率)的单色光照射阴极K，会发现电流表指针偏转。此时，当A和B之间连接直流电源时，发现A连接正极，B连接负极，A和B之间的电压从0逐渐增加，电压表的指示数增加到2.1V，电流表的指示数减少到0。a、B之间未连接直流电源时通过电流表的电流方向。阴极K发射的光电最大超动能EK是多少焦点？入射单色光的频率是多少？28，学习交流PPT，6，康普顿效应，1。光的散射，光在介质中与物质粒子相互作用，改变传播方向，这称为光的散射。，1923年康普顿在进行X-张艺兴物质散射实验时，发现散射的X-射线除了入射波长为零等成分外，还有波长大于零的成分。

8、这称为康普顿效应。2，康普顿效应，29，学习交流PPT，3，经典电磁理论的难点，根据经典电磁波理论，电磁波通过物质时，物质中带电粒子会受到强迫振动，其频率等于入射光频率，因此发射的散射频率必须等于入射光频率。4，光子理论康普顿效应的解释，光子不仅具有能量，还具有动量，与电子碰撞时，必须遵守能量守恒定律和动量守恒定律，光子的部分能量传递给电子，散射光子的能量减少，因此散射光的波长大于入射光的波长。30，交流PPT，5，学习康普顿散射实验的意义，(1)强烈支持爱因斯坦的“光量子”假说。(2)首次在实验中证明了“光子有动量”的假设。(3)在微观世界的单一碰撞事件中，确认动量和能量守恒定律仍然成立。康

9、普顿在1927年获得了诺贝尔物理学奖。31，AC PPT，7，学习光子的能量和动量，(光子的同质)，32，AC PPT。光子有动量，所以当光被吸收或反射到物体表面时，对物体施加压力。这被称为“光压力”。有人预计，在遥远的宇宙勘探中，将光压力作为动力，推动太空船加速。这样可以大大减少太空船发射时自身体积和重量的影响。有些设计方案计划在探测器上安装面积很大、反射率很高的薄膜。总是想面朝太阳。众所周知，地球在太阳轨道上运行。每平方米的面积获得的日光功率为P0=1.35kW。探测器本身的质量为M=100kg，薄膜面积为S=4104m2，那么探测器从地球发射到太空时太阳光的光压引起的加速度是多少呢？33

10、，学习交流PPT，17.2的新页面：粒子的可变性，34，学习交流PPT，动量能量是用来描述粒子的，频率和波长是用来描述波的。光究竟是什么？35，学习AC PPT，1，光的波动性，光的干涉，衍射，偏振现象表明光的波动性，热辐射，光电效应，康普顿效应表明光具有粒子性，单独任何东西都不能完全描述光的所有性质，因此光具有波动性。36，学习交流PPT，1，波长越长，波动性越明显，频率越高，粒度越明显。2，大量光子的行为表示可变性，单光子的行为表示颗粒度。3，在传播过程中表示可变性，与其他物质相互作用时表示颗粒度。37，学习交流PPT，2，德布罗意波(物质波)，De。Broglie在1923年发表了名为“

11、波和粒子”的博士学位论文，提出了物波的概念。他说：“整个世纪(见19世纪)，在光学中，如果比起波的研究方法，粒子的研究方法过于疏忽的话，实物理论中会发生相反的错误吗？”。是不是我们想得太多了粒子的图像，过分忽略了波？所以他假设，“实物粒子也有可变性”。38，AC PPT，能量E，动量为P的粒子与频率，波长为P的波相关联，E=mc2=hv，P=h/，这种与物理粒子相关联的波称为德布罗意波(物质波或概率波)。39，学AC PPT，当质量为M的物理粒子以速度V移动，即具有以能量E和动量P描述的粒子性，还具有以频率N和波长L描述的可变性。德布罗意关系，40，学习交流PPT，3，物质波的实验验证，X射线

12、是晶体的衍射，41，学习交流PPT，电子束是晶体的衍射，1927年大卫孙和汤姆森分别用晶体进行电子束衍射实验，确认电子的波动性。42，学习交流PPT，之后的实验证明原子分子中子等微观粒子也具有波动性。德布罗意公式成为揭示微观粒子波二重性统一的基本公式，1929年，德布罗格利获得了诺贝尔物理学奖。43，学习交流PPT，4，电子显微镜，课本阅读42页科学悠闲地回答问题。44，学习交流PPT，17.4概率波，45，学习交流PPT，1，经典粒子和经典波，1，经典物理学中粒子运动的基本特征：随时具有确定的位置和速度。2，经典物理中波的基本特征：频率和波长，即具有时空的周期性。46，AC PPT，2，概率

13、波，1，光子学对明暗条纹的解释，到达明纹纹理的光子数多，到达暗纹的光子数少。2，光的波动性不是由于光子之间的相互作用，而是光子本身的固有性质。47，学习交流PPT，伯恩在1926年提出了概率波。博恩(M. Born .1882-1970)德国物理学家。光子落在哪个点还不确定，但大量光子出现在空间中的概率可以由波定律决定。换句话说，光波是概率波。48，交流PPT，3，学习电子干涉条纹的概率波验证。对于电子和其他微观粒子，单个粒子的位置不确定，但在特定点附近发生的概率大小可以根据波动规律确定。49，学习交流PPT，3，古典波动和德布罗意波(物质波)的区别，经典波(如机械波、电磁波等)是可以测量的，

14、实际上存在于空间中的波。德布罗意波是概率波。简单地说，是为了描述微观粒子的可变性而引入的方法。50，学习交流PPT，17.5不确定性关系，51，学习交流PPT，1，不确定性关系，经典力学：运动物体具有完全确定的位置，动量，能量等。微观粒子：位置、动量等具有不确定的量(概率)。一束微粒子以速度v沿oy轴向狭缝发射。粒子最有可能出现在中心主要最大区域。52，学习交流PPT，电子通过狭缝的瞬间，其位置是X方向的不确定性，电子的位置和动量分别用总和表示。同一时刻，由于衍射效应，粒子的速度方向发生了变化，缝线越小，动量的分量Px变化就越大。分析和计算可以获得：53，可以学习PPT交换。我们知道原子核的大小在10-15米之间。因此，子弹位置的不确定范围很小。可见子弹的动量和位置可以正确确定，不确定的关系对宏观物体没有实际意义。范例1。质量为10g的子弹具有200ms-1的速度，动量的不确定范围是动量的0。在01%(在宏范围内非常精确)的情况下，子弹位置的不确定性范围是多少？学：子弹的动量，动量的不确定范围，不确定关系(17-17)，子弹位置的不确定范围，54，AC PPT，原子大小的供求为10-10米，电子较小。在牙齿的情况下，可以看到电子位置的不确定范围