波粒二象性ppt課件

1、13.2 波粒二象性波粒二象性導(dǎo)導(dǎo)光既有動搖性，又有粒子性，兩者不是孤立的，而是有機(jī)的一光既有動搖性，又有粒子性，兩者不是孤立的，而是有機(jī)的一致體，其表現(xiàn)規(guī)律為：致體，其表現(xiàn)規(guī)律為：(1)從數(shù)量上看：少量光子表現(xiàn)為粒子性；大量光子表現(xiàn)為動搖從數(shù)量上看：少量光子表現(xiàn)為粒子性；大量光子表現(xiàn)為動搖性。性。(2)從頻率上看：頻率越低，動搖性越顯著；頻率越高，粒子性從頻率上看：頻率越低，動搖性越顯著；頻率越高，粒子性越顯著。越顯著。(3)從傳播與作用上看：光在傳播過程中表現(xiàn)出動搖性；在與物從傳播與作用上看：光在傳播過程中表現(xiàn)出動搖性；在與物質(zhì)發(fā)生作用時往往表現(xiàn)為粒子性。質(zhì)發(fā)生作用時往往表現(xiàn)為粒子性。導(dǎo)導(dǎo)

2、 康普頓效應(yīng)：石墨對康普頓效應(yīng)：石墨對X X射線的散射射線的散射hE hp 光電效應(yīng)與康普頓效應(yīng)都闡明光具有粒子性。光電效應(yīng)與康普頓效應(yīng)都闡明光具有粒子性。偏振、干涉、衍射表現(xiàn)為動搖性。偏振、干涉、衍射表現(xiàn)為動搖性。導(dǎo)導(dǎo)導(dǎo)導(dǎo) 黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布只與黑體的布只與黑體的_有關(guān)，如圖。有關(guān)，如圖。 1隨著溫度的升高，各種波長的輻隨著溫度的升高，各種波長的輻射強(qiáng)度都射強(qiáng)度都_； 2隨著溫度的升高，輻射強(qiáng)度的極隨著溫度的升高，輻射強(qiáng)度的極大值向波長大值向波長_的方向挪動。的方向挪動。黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律添加添加較短較短溫度溫度導(dǎo)導(dǎo)1.快速閱讀課

3、本快速閱讀課本28頁第頁第2段并結(jié)合段并結(jié)合17.1-2圖，記憶黑體輻射規(guī)律圖，記憶黑體輻射規(guī)律2.快速閱讀課本快速閱讀課本35頁康普頓效應(yīng)，光子的動量頁康普頓效應(yīng)，光子的動量3.仔細(xì)研讀課本仔細(xì)研讀課本37頁頁4.結(jié)合課本結(jié)合課本41頁頁17.4-2圖了解圖上方第圖了解圖上方第2段內(nèi)容段內(nèi)容1.1.科學(xué)家想象未來的宇航事業(yè)中利用太陽帆來加速星際飛船科學(xué)家想象未來的宇航事業(yè)中利用太陽帆來加速星際飛船.“.“神神舟五號載人飛船在軌道上運(yùn)轉(zhuǎn)期間舟五號載人飛船在軌道上運(yùn)轉(zhuǎn)期間, ,勝利實(shí)施了飛船上太陽帆板勝利實(shí)施了飛船上太陽帆板的展開實(shí)驗(yàn)的展開實(shí)驗(yàn). .設(shè)該飛船所在地每秒每單位面積接納的光子數(shù)為設(shè)該

4、飛船所在地每秒每單位面積接納的光子數(shù)為 n, n,光子平均波長為光子平均波長為 , ,太陽帆板面積為太陽帆板面積為 S, S,反射率為反射率為100%100%。設(shè)太陽光。設(shè)太陽光垂直射到太陽帆板上垂直射到太陽帆板上, ,飛船總質(zhì)量為飛船總質(zhì)量為 m, m,那么飛船加速度的表達(dá)式那么飛船加速度的表達(dá)式為為( )( )2.2.一顆近地衛(wèi)星質(zhì)量為一顆近地衛(wèi)星質(zhì)量為m m，求其德布羅意波長為多少？，求其德布羅意波長為多少？( (知地球半知地球半徑為徑為R R，重力加速度為，重力加速度為g)g)3.3.某廣播電臺發(fā)射功率為某廣播電臺發(fā)射功率為P P，在空氣中波長為，在空氣中波長為 的電磁波，試求：的電磁

5、波，試求：(1)(1)該電臺每秒鐘從天線發(fā)射多少個光子？該電臺每秒鐘從天線發(fā)射多少個光子？(2)(2)假設(shè)發(fā)射的光子四面八方視為均勻的，求在離天線假設(shè)發(fā)射的光子四面八方視為均勻的，求在離天線L L處，直徑處，直徑為為d d的環(huán)狀天線每秒接納的光子個數(shù)的環(huán)狀天線每秒接納的光子個數(shù)? ?議議自在展自在展(1)一切物體都在輻射電磁波一切物體都在輻射電磁波(3)黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布只與黑體溫度有關(guān)黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布只與黑體溫度有關(guān)(4)黑體可以完全吸收入射的各種波長的電磁波黑體可以完全吸收入射的各種波長的電磁波(5)黑體只吸收電磁波，不反射電磁波黑體只吸收電磁波，不反射電磁波

6、,看上去是黑的看上去是黑的(6)黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布除與溫度有關(guān)外，還與黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布除與溫度有關(guān)外，還與資料的種類及外表情況有關(guān)資料的種類及外表情況有關(guān)(7)假設(shè)在一個空腔壁上開一個很小的孔，射入小孔的電磁波在假設(shè)在一個空腔壁上開一個很小的孔，射入小孔的電磁波在空腔內(nèi)外表經(jīng)多次反射和吸收，最終不能從小孔射出，這個空空腔內(nèi)外表經(jīng)多次反射和吸收，最終不能從小孔射出，這個空腔就成了一個黑體腔就成了一個黑體展展(11)大量光子、波長長的光子產(chǎn)生的效果往往顯示粒子性大量光子、波長長的光子產(chǎn)生的效果往往顯示粒子性(12)向前飛行的子彈不具有動搖性向前飛行的子彈不具有動搖性(

7、13)射擊運(yùn)發(fā)動之所以很難射中靶心，是由于子彈具有動搖射擊運(yùn)發(fā)動之所以很難射中靶心，是由于子彈具有動搖性性(14)子彈既具有粒子性又具有動搖性子彈既具有粒子性又具有動搖性(15)子彈具有動搖性子彈具有動搖性,但波長很長表現(xiàn)不出來但波長很長表現(xiàn)不出來(16)光的波粒二象性學(xué)說，就是牛頓的微粒說和惠更斯的動光的波粒二象性學(xué)說，就是牛頓的微粒說和惠更斯的動搖說組成的搖說組成的(17)光的波粒二象性徹底推翻了麥克斯韋的光的電磁說光的波粒二象性徹底推翻了麥克斯韋的光的電磁說展展(18)光子說并沒有否認(rèn)光的電磁說，在光子能量光子說并沒有否認(rèn)光的電磁說，在光子能量=h中，中，頻率頻率表示波的特征，表示波的特

8、征，表示粒子的特征表示粒子的特征(19)光波不同于宏觀概念中那種延續(xù)的波，它是闡明大光波不同于宏觀概念中那種延續(xù)的波，它是闡明大量光子運(yùn)動規(guī)律的一種概率波量光子運(yùn)動規(guī)律的一種概率波(22)微觀粒子的動量和位置不可同時準(zhǔn)確測定微觀粒子的動量和位置不可同時準(zhǔn)確測定(23)宏觀物體的動量和位置不可同時準(zhǔn)確測定宏觀物體的動量和位置不可同時準(zhǔn)確測定展展評評展展展展現(xiàn)用電子顯微鏡觀測線度為現(xiàn)用電子顯微鏡觀測線度為d的某生物大分子的構(gòu)造。為滿足丈的某生物大分子的構(gòu)造。為滿足丈量要求，將顯微鏡任務(wù)時電子的德布羅意波長設(shè)定為量要求，將顯微鏡任務(wù)時電子的德布羅意波長設(shè)定為d/n，其中，其中n。知普朗克常量知普朗克

9、常量h，電子質(zhì)量，電子質(zhì)量m和電子電荷量和電子電荷量e，電子的初速度不計(jì)，電子的初速度不計(jì)，那么顯微鏡任務(wù)時電子的加速電壓應(yīng)為那么顯微鏡任務(wù)時電子的加速電壓應(yīng)為 _ 黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布只與黑體的布只與黑體的_有關(guān)，如圖。有關(guān)，如圖。 1隨著溫度的升高，各種波長的輻隨著溫度的升高，各種波長的輻射強(qiáng)度都射強(qiáng)度都_； 2隨著溫度的升高，輻射強(qiáng)度的極隨著溫度的升高，輻射強(qiáng)度的極大值向波長大值向波長_的方向挪動。的方向挪動。黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律添加添加較短較短溫度溫度導(dǎo)導(dǎo)德布羅意把愛因斯坦對光的波粒二象性描畫運(yùn)用到實(shí)物粒子德布羅意把愛因斯坦對光

10、的波粒二象性描畫運(yùn)用到實(shí)物粒子19271927戴維孫和湯姆孫分別利用晶體做了電子束衍射的實(shí)驗(yàn)，戴維孫和湯姆孫分別利用晶體做了電子束衍射的實(shí)驗(yàn)，得到了類似的圖樣：得到了類似的圖樣：德布羅意波長：德布羅意波長：phmvhh頻率頻率: :評評顯微鏡是經(jīng)過提高動量來減小波長，從而減小衍射景象。顯微鏡是經(jīng)過提高動量來減小波長，從而減小衍射景象。實(shí)驗(yàn)闡明：光子本身就具有動搖性，光是一種概率波，也是電磁實(shí)驗(yàn)闡明：光子本身就具有動搖性，光是一種概率波，也是電磁波。物質(zhì)波也具有波粒二象性，同樣物質(zhì)波也是概率波。波。物質(zhì)波也具有波粒二象性，同樣物質(zhì)波也是概率波。規(guī)律：規(guī)律：1.1.單個粒子的位置是不確定的，但在某

11、點(diǎn)附近出現(xiàn)的概率的大小單個粒子的位置是不確定的，但在某點(diǎn)附近出現(xiàn)的概率的大小可以由動搖規(guī)律確定?？梢杂蓜訐u規(guī)律確定。2.2.大量粒子，概率的分布導(dǎo)致確定的宏觀結(jié)果。大量粒子，概率的分布導(dǎo)致確定的宏觀結(jié)果。1.概率波概率波2、海森伯不確定關(guān)系、海森伯不確定關(guān)系4hxp 微觀粒子坐標(biāo)和動量不能同時確定微觀粒子坐標(biāo)和動量不能同時確定評評光子落在明處的概率大，落在暗處的概率小。光子落在明處的概率大，落在暗處的概率小。評評某廣播電臺發(fā)射功率為某廣播電臺發(fā)射功率為10kW，在空氣中波長為，在空氣中波長為187.5m的電磁的電磁波，試求：波，試求：(1)該電臺每秒鐘從天線發(fā)射多少個光子？該電臺每秒鐘從天線發(fā)射多少個光子？(2)假設(shè)發(fā)射的光子四面八方視為均勻的，求在離天線假設(shè)發(fā)射的光子四面八方視為均勻的，求在離天線2.5km處，處，直徑為直徑為2m的環(huán)狀天線每秒接納的光子個數(shù)接納功率多大？的環(huán)狀天線每秒接納的光子個數(shù)接納功率多大？檢檢檢檢導(dǎo)導(dǎo)二