第三節(jié)波粒二象性教科版選擇性必修三第六章波粒二象性一、康普頓效應1、光的散射：光在介質(zhì)中與物質(zhì)微粒相互作用,因而傳播方向發(fā)生改變,這種現(xiàn)象叫做光的散射。2、康普頓效應(教材135頁）：1923年康普頓在做X射線通過物質(zhì)散射的實驗時，發(fā)現(xiàn)散射線中除有與入射線波長相同的射線外，還有比入射線波長更長的射線，這種散射現(xiàn)象稱為康普頓散射或康普頓效應?？灯疹D正在測晶體對X射線的散射3、康普頓效應解釋中的疑難（1）經(jīng)典電磁理論在解釋康普頓效應時遇到的困難（2）光子理論對康普頓效應的解釋①若光子和外層電子（相當于自由電子）相碰撞，光子有一部分能量傳給電子，散射光子的能量減少，于是散射光的波長大于入射光的波長，即波長變長，頻率變低。②若光子和被原子核束縛很緊的內(nèi)層電子相碰撞，就相當于光子與整個原子相碰，由于光子質(zhì)量遠小于原子質(zhì)量，根據(jù)碰撞理論，碰撞過程中光子傳遞給原子的能量很少，碰撞前后光子能量幾乎不變，波長不變。故在散射中仍然保留有原波長的成分。③因為碰撞中交換的能量和碰撞的角度有關(guān)，所以波長改變和散射角有關(guān)。4、康普頓散射實驗的意義（1）有力地支持了愛因斯坦“光量子”假設（2）首次在實驗上證實了“光子具有動量”的假設（3）證實了在微觀世界的單個碰撞事件中，動量和能量守恒定律仍然是成立的1925—1926年，吳有訓用銀的X射線(

0=5.62nm)為入射線,以15種輕重不同的元素為散射物質(zhì)，吳有訓對研究康普頓效應的貢獻1923年，參加了發(fā)現(xiàn)康普頓效應的研究工作對證實康普頓效應作出了重要貢獻。在同一散射角()測量各種波長的散射光強度，作了大量X射線散射實驗。（1897-1977）吳有訓還發(fā)現(xiàn)：原子量小的物質(zhì)康普頓散射較強，原子量大的物質(zhì)康普頓散射較弱；當散射角增加時，波長改變也隨著增加；同一散射角下，所有散射物質(zhì)的波長改變都相同。1、光是一種波,同時又是一種粒子二、光的本性――波粒二象性光的干涉和衍射說明光具有波動性光電效應和康普頓效應說明光具有粒子性微觀認識論中波和微粒是統(tǒng)一的,不同于宏觀認識中牛頓所指的粒子和惠更斯所指的波2.光子的能量和動量公式動量、能量是描述粒子的頻率、波長則是用來描述波的能量：動量：3、理解：（光什么時候表現(xiàn)為波，什么時候為粒子？）現(xiàn)象1:

雙縫干涉實驗中：Δx=Lλ/d,波長長,干涉條紋明顯

光電效應中：光波長短，頻率大,易產(chǎn)生光電效應【結(jié)論1】

(1)

波長較長時光的波動性顯著

波長較短時光的粒子性顯著現(xiàn)象2:用微弱的光做雙縫實驗曝光時間短時,感光膠片上光子所到達的位置無法預測曝光時間長時,感光膠片上出現(xiàn)干涉條紋(波動理論解釋)【結(jié)論2】

(2)少量光子主要表現(xiàn)為粒子性

大量光子主要表現(xiàn)為波動性【結(jié)論3】

(3)在光的傳播過程中主要表現(xiàn)為波動性在相互作用過程中主要表現(xiàn)為粒子性概率表征某一事物出現(xiàn)的可能性,光子落在某些條形區(qū)域內(nèi)的可能性較大（對于波的干涉即為干涉加強區(qū)）,光子落在某些條形區(qū)域內(nèi)的可能性較?。▽τ诓ǖ母缮婕礊楦缮鏈p弱區(qū)）②

光波是一種概率波(即光子在空間各點出現(xiàn)的可能性的大小(概率)可以用波動規(guī)律進行解釋)[伽爾頓板實驗]單個小球下落的位置是不確定的,但是它落在中間狹槽的可能性要大一些，即小球落在中間的概率較大【注意】①波動性是光子本身的一種屬性實物粒子的波粒二象性德布羅意波長：

其中:p(運動物體的動量)，

h(普朗克常量)【問題】既然光波具有粒子性，那么質(zhì)子、電子，以至原子、分子等實物粒子是否也會具有波動性呢？三、德布羅意物質(zhì)波假說１.定義：任何一個運動著的物體，都有一種波和它相對應（即具有波動性），這種波叫做物質(zhì)波（德布羅意波）【問題】為什么我們觀察不到宏觀物體的波動性？我們之所以觀察不到宏觀物體的波動性,是因為宏觀物體的德布羅意波長太小但是，微觀粒子則有可能觀察到它們的波動性

看課本138-139