最后更新: 2024-12-15 16:46 ● 参与者查看: 113 次纠错分享参与项目词条搜索

光的波粒二象性与物质波

1.光的波粒二象性
(1)光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有波动性
(2)光电效应说明光具有粒子性.
(3)光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的 波粒二象性
2.物质波
(1)概率波：光的干涉现象是大量光子的运动遵守波动规律的表现，亮条纹是光子到达概率 大 的地方，暗条纹是光子到达概率小的地方，因此光波又叫概率波.

（2）物质波：任何一个运动着的物体，小到微观粒子，大到宏观物体，都有一种波与它对应，其波长 $\lambda= h/p$ $\qquad$ ,$p$ 为运动物体的动量， $h$ 为普朗克常量.

## 判断
1.光的频率越高，光的粒子性越明显，但仍具有波动性.(　对　)
2.法国物理学家德布罗意大胆预言了实物粒子在一定条件下会表现为波动性.(　对　)

`例`电子双缝干涉实验是近代证实物质波存在的实验.如图所示，电子枪持续发射的电子动量为 $1.2 \times 10^{-23} kg \cdot m / s$ ，然后让它们通过双缝打到屏上. 已知电子质量取 $9.1 \times 10^{-31} kg$ ，普朗克常量取 $6.6 \times 10^{-34} J \cdot s$ ，下列说法正确的是
A. 发射电子的动能约为 $8.0 \times 10^{-15} J$
B. 发射电子的物质波波长约为 $5.5 \times 10^{-11} m$

C，只有成对电子分别同时通过双缝才能发生干涉
D. 如果电子是一个一个发射的，仍能得到干涉图样
 ![图片](/uploads/2024-12/5b9ae4.jpg)
 
 解：根据动量的大小与动能的关系可知发射电子
的动能约为 $E_{ k }=\frac{p^2}{2 m}=\frac{\left(1.2 \times 10^{-23}\right)^2}{2 \times 9.1 \times 10^{-31}} J \approx 8.0$
$\times 10^{-17} J$ ，故A错误；
发射电子的物质波波长约为 $\lambda=\frac{h}{p}=\frac{6.6 \times 10^{-34}}{1.2 \times 10^{-23}} m=5.5 \times 10^{-11} m$, 故 B正确；
物质波也具有波粒二象性，故电子的波动性是每个电子本身的性质，则每个电子依次通过双缝都能发生干涉现象，只是需要大量电子显示出干涉图样，故 $C$ 错误，D正确。

`例` 用极微弱的可见光做双缝干涉实验，随着时间的增加，在屏上先后出现如图(a)、(b)、(c)所示的图像，则
A.图像(a)表明光具有波动性
B.图像(c)表明光具有粒子性
C.用紫外线观察不到类似的图像
D.实验表明光是一种概率波
 ![图片](/uploads/2024-12/192ae7.jpg)
 解：题图(a)只有分散的亮点，表明光具有粒子性；题图(c)呈现干涉条纹，表明光具有波动性，A、B错误；
紫外线也具有波粒二象性，也可以观察到类似的图像，C错误；
实验表明光是一种概率波，D正确.

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