第四章 第三节 光的波粒二象性-【导与练】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第三册同步全程学习课件PPT（粤教版）

第三节　光的波粒二象性 [课标引领] 建构核心素养 物理观念 知道光有波动性和粒子性的基本观点和相关实验证据 科学思维 掌握光的波粒二象性,理解其对立统一关系;并能应用波粒二象性解释有关现象,提高分析、推理能力 科学探究 通过波粒二象性的学习,学会观察与讨论,并能得出实验结论 科学态度与责任 坚持实事求是的科学态度,激发学习科学的兴趣 基础探究 形成概念,掌握新知 光的衍射现象和光的干涉现象说明光具有波动性.光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性.那么光究竟是什么? 答案:大量事实表明,光是一种波,同时也是一种粒子,光具有波粒二象性. 1.光的本性之争 (1)17世纪,科学家们开始对光的本性进行研究,出现了截然不同的两种观点. 英国物理学家牛顿认为光是一种 ,而荷兰物理学家惠更斯却认为光是一种 . 光的本性之争　光的波粒二象性 微粒 波 (2)①1807年,英国科学家托马斯·杨做了著名的光的双缝干涉实验,该实验为光的 性提供了重要的实验依据. ②英国科学家麦克斯韦在建立电磁理论的研究过程中,于1862年预言了光是一种 . ③1888年,德国物理学家 通过实验发现了人们期待已久的电磁波. 2.光的波粒二象性 (1)光的波粒二象性. 光既有粒子性,又有 性,人们把这种性质称为光的波粒二象性. 波动 电磁波 赫兹 波动 (2)描述光子的物理量. ①描述粒子性的重要物理量. a.能量ε= . b.动量p= . ②描述波动性的典型物理量. a.频率ν. b.波长λ. ③ 是联系光子粒子性和波动性的桥梁. (3)概率波. 光的干涉条纹是光子落在感光片上各点的 分布的反映.因此,物理学中把光波看成是一种概率波. hν 普朗克常量h 概率 1.判断正误 (1)光的干涉、衍射、偏振现象说明光具有波动性.(　 　) (2)光子数量越多,其粒子性越明显.(　 　) (3)光具有粒子性,但光子又不同于宏观观念的粒子.(　 　) √ × √ 2.在光的双缝干涉实验中,某个光子打在光屏上的落点能预测吗?大量的光子打在光屏上的落点是否有规律?请用概率波的观点解释双缝干涉图样的形成. 答案:不能预测某个光子打在光屏上的落点的准确位置,但能预知它落在某一点的概率.大量光子打在光屏上的落点服从统计规律.在双缝干涉图样中,亮纹处就是光子落点概率大的位置,暗纹处就是光子落点概率小的位置. 合作探究 突破要点,提升关键 探究点一　光的波粒二象性 (1)认识光的波粒二象性,应从微观角度还是宏观角度? 答案:(1)应从微观的角度建立光的行为图像,认识光的波粒二象性. (2)光在传播过程中,有的光是波,有的光是粒子,这句话正确吗?为什么? 答案:(2)不正确.光具有波粒二象性,即光既具有波动性,又具有粒子性,并不是有的光是波,有的光是粒子. 1.对光的认识的几种学说 学说名称 微粒说 波动说 电磁说 光子说 波粒二象性 代表人物 牛顿 惠更斯 麦克斯韦 爱因斯坦 公认 实验 依据 光的直线传播 光的干涉、衍射 能在真空中传播,是横波,光速等于电磁波速度 光电效应,康普顿效应 光既有波动现象,又有粒子特征 内容 要点 光是一群弹性粒子 光是一种机械波 光是一种电磁波 光是由一份一份光子组成的 光是具有电磁本性的物质,既有波动性又有粒子性 理论领域 宏观世界 宏观世界 微观世界 微观世界 微观世界 2.对光的波粒二象性的理解 项目 实验基础 表现 说明 光的波动性 干涉和衍射 (1)光子在空间各点出现的可能性可用波动规律来描述; (2)足够能量的光(大量光子)在传播时,表现出波的性质; (3)波长长的光容易表现出波动性 (1)光的波动性是光子本身的一种属性,不是光子之间相互作用产生的; (2)光的波动性不同于宏观观念的波 光的粒子性 光电效应、康普顿效应 (1)当光同物质发生作用时,这种作用是“一份一份”进行的,表现出粒子的性质; (2)少量或个别光子容易显示出光的粒子性; (3)波长短的光,粒子性显著 (1)粒子的含义是“不连续”“一份一份”的; (2)光子不同于宏观观念的粒子 [例1] (多选)关于光的本性,下列说法中正确的是(　 　) A.关于光的本性,牛顿提出“微粒说”,惠更斯提出“波动说”,爱因斯坦提出“光子说”,它们都说明了光的本性 B.光具有波粒二象性是指:既可以把光看成宏观概念上的波,也可以看成微观概念上的粒子 C.光的干涉、衍射现象说明光具有波动性 D.光电效应说明光具有粒子性 CD 解析:牛顿的“微粒说”认为光是一种实物粒子,惠更斯的“波动说”认为光是一种宏观意义下的机械波,不能说明光的本性,A错误;光的波动性是指大量