光的波粒二象性1人类对光的认识的科学史人类对光的认识的科学史四种典型学说四种典型学说牛顿的微粒说惠更斯的波动说麦克斯韦的电磁说爱因斯坦的光子说2光既具有波动性光既具有波动性，又具有粒子性，即光具有波粒二象性。又具有粒子性，即光具有波粒二象性。光的波动性的实验例证光的波动性的实验例证1光的干涉现象光的干涉现象光的本性是什么？光的本性是什么？ 光叠加后出现等间距明光叠加后出现等间距明暗相间的干涉条纹，说明光暗相间的干涉条纹，说明光具有波动性。具有波动性。3光的波动性的实验例证光的波动性的实验例证2光的衍射现象光的衍射现象 光会绕过障碍物光会绕过障碍物继续向前传播，出现继续向前传播，出现不等间距明暗相间的不等间距明暗相间的衍射图样，说明光具衍射图样，说明光具有波动性。有波动性。4 弧光灯发出的紫外线弧光灯发出的紫外线照射锌板，锌板中的电子照射锌板，锌板中的电子吸收了光子的能量，从锌吸收了光子的能量，从锌板表面逸出光电子，验电板表面逸出光电子，验电器铂片因带正电而张开。器铂片因带正电而张开。 光电效应现象表明，光子像其他粒子一样，光电效应现象表明，光子像其他粒子一样，也具有能量。光电效应显示了光也具有能量。光电效应显示了光 的粒子性。的粒子性。 光的粒子性的例证光的粒子性的例证1光电效应光电效应5 X射线的光子与石射线的光子与石墨晶体中的电子碰撞，墨晶体中的电子碰撞，遵循能量守恒定律和动遵循能量守恒定律和动量守恒定律，光子的能量守恒定律，光子的能量变小了，频率变小了量变小了，频率变小了波长变长了。波长变长了。 康普顿效应表明光子除了具有能量之外，康普顿效应表明光子除了具有能量之外，还具有动量。康普顿效应显示了光还具有动量。康普顿效应显示了光 的粒子性。的粒子性。光的粒子性的例证光的粒子性的例证2康普顿效应康普顿效应6 2015年年3月月10日，科学家们借助试验捕获日，科学家们借助试验捕获了光的粒子与了光的粒子与 波动同时存在原场景。波动同时存在原场景。7（3 3）科学家们通过实验又捕获了光的波动与粒子共）科学家们通过实验又捕获了光的波动与粒子共存的场景。存的场景。 （1 1）干涉、衍射实验事实表明光是一种波；）干涉、衍射实验事实表明光是一种波；（2 2）光电效应和康普顿效应实验事实又表明光是一种）光电效应和康普顿效应实验事实又表明光是一种粒子；粒子； 这些实验现象表明了：光既有波动性，这些实验现象表明了：光既有波动性，又有粒子性，所以光具有波粒二象性。又有粒子性，所以光具有波粒二象性。例证概括：例证概括：8光子的能量光子的能量光子的动量光子的动量 能量和动量是描述物质的粒子性的重要物理能量和动量是描述物质的粒子性的重要物理量；波长和频率是描述物质的波动性的典型物理量；波长和频率是描述物质的波动性的典型物理量。它们通过普朗克常量量。它们通过普朗克常量h联系在一起。联系在一起。光子的能量和动量表达式光子的能量和动量表达式9 关于光的波粒二象性的理解正确的是（关于光的波粒二象性的理解正确的是（ ）A 大量光子的效果往往表现出波动性，个别光子的大量光子的效果往往表现出波动性，个别光子的 行为往往表现出粒子性行为往往表现出粒子性B 光在传播时是波，而与物质相互作用时就转变成光在传播时是波，而与物质相互作用时就转变成 粒子粒子C高频光是粒子，低频光是波高频光是粒子，低频光是波D波粒二象性是光的根本属性，有时它的波动性显波粒二象性是光的根本属性，有时它的波动性显 著，有时它的粒子性显著著，有时它的粒子性显著答案答案:AD10 波粒二象性是光的根本属性，有时它的波波粒二象性是光的根本属性，有时它的波动性显著动性显著 ，有时它的粒子性显著。，有时它的粒子性显著。解题小结：解题小结：（1 1）少量的光子表现出粒子性，大量光子运动表现为）少量的光子表现出粒子性，大量光子运动表现为波动性；波动性；（2 2）光在传播时往往显示波动性，与物质发生作用时，）光在传播时往往显示波动性，与物质发生作用时，往往显示粒子性；往往显示粒子性；（3 3）频率小波长大的波动性显著，频率大波长小的粒）频率小波长大的波动性显著，频率大波长小的粒子性显著。子性显著。11 已知钾的逸出功已知钾的逸出功2.25eV，现用一束在真空中，现用一束在真空中的波长为的波长为3.510-7m的光照射钾的表面，普朗克常的光照射钾的表面，普朗克常量量h6.631034Js。（1）判断钾能否发生光电效应？）判断钾能否发生光电效应？（2）求出该束光光子的动量。）求出该束光光子的动量。 （1）该光子的能量）该光子的能量12 因入射光的能量大于钾的逸出功因入射光的能量大于钾的逸出功2.25eV，所以，所以钾能产生光电效应。钾能产生光电效应。（2）该光子的动量）该光子的动量13 2. 2.因为光没有静质量，所以光的动量、能因为光没有静质量，所以光的动量、能量表达式中不会出现质量这个物理量。量表达式中不会出现质量这个物理量。解题小结：解题小结： 1. 1.不可以把光当成宏观观念中的波，也不不可以把光当成宏观观念中的波，也不可以把光当成微观观念中的粒子。光具有波动可以把光当成微观观念中的粒子。光具有波动性与粒子性共存的特性，即波粒二象性。性与粒子性共存的特性，即波粒二象性。14