波粒二象性后三节

什么是波粒⼆象性？光到底是波还是粒⼦？这在物理学界经历了长期的争论。

⽜顿是微粒说的代表⼈物，⽽惠更斯则认为光是机械波。

经历了麦克斯韦、赫兹、托马斯杨、菲涅⽿等⼈的努⼒，⼈们逐渐认识到光是⼀种电磁波。

但是，科学家赫兹发现了光电效应现象：紫外线照射可以使得锌板发射电⼦。

原本⼤家以为这是个平淡⽆奇的现象，因为光具有能量，可以将电⼦撞出。

但是，最初⼈们认为光的能量与光强有关，因此越强的光越容易发⽣光电效应，但是这个想法却⽆法获得实验⽀持。

⼈们发现光电效应是否发⽣与光的强弱⽆关，⽽似乎与光的频率有关：频率越⼤越容易发⽣光电效应。

为了解释这个问题，爱因斯坦⼤胆借⽤了普朗克的观点。

他认为：光的能量是⼀份份的，每⼀份称为⼀个光量⼦，或简称光⼦，光⼦的能量与频率的关系也满⾜普朗克公式。

⽐如，紫外线光⼦的能量就⽐可见光强，可见光的光⼦能量⼜⽐红外线强。

因此，只有频率⾼的光才能将电⼦撞出。

光强并不表⽰每个光⼦的能量，⽽表⽰光⼦的个数。

爱因斯坦通过这个关系完美解释了光电效应实验，并获得诺贝尔奖。

于是，在爱因斯坦提出了光⼦学说之后，⼈们认识到光不光具有波动性，也具有粒⼦性，于是就称为波粒⼆像性。

爱因斯坦说：“好像有时我们必须⽤⼀套理论，有时候⼜必须⽤另⼀套理论来描述（这些粒⼦的⾏为），有时候⼜必须两者都⽤。

”既然电磁波是有粒⼦性的，那么粒⼦是否也有波动性呢？这个想法看似天⽅夜谭，⼀个苹果如何能跟波联系到⼀起？但是⾃然界就是这么神奇，就好像法拉第发现了变化的磁场可以产⽣电场，麦克斯韦就联想到变化的电场也能产⽣磁场⼀样，⼀位年轻的法国学者⼤胆的预⾔：不只光具有波粒⼆象形，实物粒⼦也有波粒⼆象性。

这就是法国学者路易·维克多·德布罗意。

德布罗意经过长期的思索，得出⼀个结论：不⽌是光，所有的物质都具有波粒⼆象性。

物质的粒⼦性由动量P代表(质量与速度的乘积)，波动性由波长λ代表，并且⼆者的乘积等于普朗克常数h.⽐如，⼀颗⼦弹质量m=0.1kg, 当它以v=300m/s的速度运动的时候，⼦弹的动量P=mv=30kgm/s.这样⼦弹的波长这个波长如此之短，任何仪器都⽆法探测到，但是它是存在的。

波粒二象性波粒二象性（wave-particle duality）是指某物质同时具备波的特质及粒子的特质。

波粒二象性是量子力学中的一个重要概念。

在经典力学中，研究对象总是被明确区分为两类：波和粒子。

前者的典型例子是光，后者则组成了我们常说的“物质”。

1905年，爱因斯坦提出了光电效应的光量子解释，人们开始意识到光波同时具有波和粒子的双重性质。

1924年，德布罗意提出“物质波”假说，认为和光一样，一切物质都具有波粒二象性。

根据这一假说，电子也会具有干涉和衍射等波动现象，这被后来的电子衍射试验所证实。

目录简介历史惠更斯和牛顿，早期光理论费涅尔、麦克斯韦和杨爱因斯坦和光子光电效应方程德布罗意假设玻恩概率波薛定谔方程简介历史惠更斯和牛顿，早期光理论费涅尔、麦克斯韦和杨爱因斯坦和光子光电效应方程德布罗意假设玻恩概率波薛定谔方程展开编辑本段简介波粒二象性（wave-particle duality）是指某物质同时具备波的特质及粒子的特质。

波粒二象性是量子力学中的一个重要概念。

编辑本段历史在十九世纪末，日臻成熟的原子理论逐渐盛行，根据原子理论的看法，物质都是由微小的粒子——原子构成。

比如原本被认为是一种流体的电，由汤普森的阴极射线实验证明是由被称为电子的粒子所组成。

因此，人们认为大多数的物质是由粒子所组成。

而与此同时，波被认为是物质的另一种存在方式。

波动理论已经被相当深入地研究，包括干涉和衍射等现象。

由于光在托马斯·杨的双缝干涉实验中，以及夫琅和费衍射中所展现的特性，明显地说明它是一种波动。

不过在二十世纪来临之时，这个观点面临了一些挑战。

1905年由阿尔伯特·爱因斯坦研究的光电效应展示了光粒子性的一面。

随后，电子衍射被预言和证实了。

这又展现了原来被认为是粒子的电子波动性的一面。

这个波与粒子的困扰终于在二十世纪初由量子力学的建立所解决，即所谓波粒二象性。

它提供了一个理论框架，使得任何物质在一定的环境下都能够表现出这两种性质。

第十七章：波粒二象性一、黑体辐射规律1、黑体：只吸收外来电磁波而不反射的理想物体2、黑体辐射的特点黑体的辐射强度按波长分布只与温度有关，与物体的材料和表面形状无关（一般物体的辐射强度按波长分布除与温度有关外，还与物体的材料、表面形状有关）；3、黑体辐射规律：① 随着温度的升高，任意波长的辐射强度都加强② 随着温度的升高，辐射强度的极大值向着波长减小的方向进行；4、普朗克的量子说：透过黑体辐射规律，普朗克认为：电磁皮的辐射和吸收，是不连续的，而是一份一份地进行的，每份叫一个能量子，能量为γεh =。

爱因斯坦受其启发，提出了光子说：光的传播和吸收也是一份一份地进行的，每一份叫一个光子，其能量为νεh =二、光电效应：说明了光具有粒子性，同时说明了光子具有能量1、光电效应现象紫外光照射锌板，锌板的电子获得足够的光子能量，挣脱金属正离子引力，脱离锌板成为光电子；锌板因失去电子而带上正电，于是与锌板相连的验电器也带上正电，金属箔张开。

2、实验原理电路图3、规律：① 存在饱和电流饱和电流：在光电管两端加正向电压时，单位时间到达阳极A 的光电子数增多，光电流越大；但当逸出的光电子全部到达阳极后，再增加正向电压，光电流就达到最大饱和值，称为饱和电流。

② 存在遏止电压在光电管两端加反向电压时，单位时间内到达阳极A 的光电子数减少，光电流减小；当反射电压达到某一值U C 时，光电流减小为零，U C 就叫“遏止电压”。

③ 存在截止频率a 、 截止频率的定义：任何一种金属都有一个极限频率ν0，入射光的频率低于 “极限频率”ν0时，无论入射光多强，都不能发生光电效应，这个极限频率称为 截止频率。

b 、“逸出功”定义：电子从金属表面脱离金属所需克服金属正离子的引力所做的最小功。

要发生光电效应，入射光的能量（h ν）要大于 “逸出功（W ）” 即： 00W hv =④ 光电效应的“瞬时性”——因光电效应发生的时间，即为一个光子与一个电子能量交换 的时间，所以不管光强度如何，发生光电效应的时间极短，不超过10-9s 。

高二物理波粒二象性知识点总结导读：我根据大家的需要整理了一份关于《高二物理波粒二象性知识点总结》的内容，具体内容：高二物理课本中，粒二象性是量子力学中非常重要的概念之一，学生要掌握相关知识点，下面我给大家带来高二物理波粒二象性知识点，希望对你有帮助。

高二物理波粒二象性知识点一、量子...高二物理课本中，粒二象性是量子力学中非常重要的概念之一，学生要掌握相关知识点，下面我给大家带来高二物理波粒二象性知识点，希望对你有帮助。

高二物理波粒二象性知识点一、量子论1.创立标志：1900年普朗克在德国的《物理年刊》上发表《论正常光谱能量分布定律》的论文，标志着量子论的诞生。

2.量子论的主要内容①普朗克认为物质的辐射能量并不是无限可分的，其最小的、不可分的能量单元即"能量子"或称"量子"，也就是说组成能量的单元是量子。

②物质的辐射能量不是连续的，而是以量子的整数倍跳跃式变化的。

3.量子论的发展①1905年，爱因斯坦奖量子概念推广到光的传播中，提出了光量子论。

②1913年，英国物理学家玻尔把量子概念推广到原子内部的能量状态，提出了一种量子化的原子结构模型，丰富了量子论。

③到1925年左右，量子力学最终建立。

二、黑体和黑体辐射1.热辐射现象任何物体在任何温度下都要发射各种波长的电磁波，并且其辐射能量的大小及辐射能量按波长的分布都与温度有关。

这种由于物质中的分子、原子受到热激发而发射电磁波的现象称为热辐射。

①物体在任何温度下都会辐射能量。

②物体既会辐射能量，也会吸收能量。

物体在某个频率范围内发射电磁波能力越大，则它吸收该频率范围内电磁波能力也越大。

辐射和吸收的能量恰相等时称为热平衡。

此时温度恒定不变。

实验表明：物体辐射能多少决定于物体的温度(T)、辐射的波长、时间的长短和发射的面积。

2.黑体物体具有向四周辐射能量的本领，又有吸收外界辐射来的能量的本领。

黑体是指在任何温度下，全部吸收任何波长的辐射的物体。

光的波粒二象性名词解释
光的波粒二象性指的是光即具有粒子性又具有波动性其中粒子的特性有颗粒性和整体性没有“轨道性”；波动的特性有叠加性没有“分布性”。

一般来说光在传播过程中波动性表现比较显著当光和物质相互作用时粒子性表现显著。

光的这种两重性反映了光的本性。

光的波粒二象性指的是光即具有粒子性又具有波动性,其中,粒子的特性有颗粒性和整体性,没有“轨道性”；波动的特性有叠加性,没有“分布性”。

一般来说,光在传播过程中波动性表现比较显著,当光和物质相互作用时粒子性表现显著。

光的这种两重性,反映了光的本性。