2017-2018学年高中物理教科版选修3-5教师用书：第4章 3-光的波粒二象性 含答案 精品

内容要点 光是一群光是一种光是由一光是一种电磁波 份一份光子组成的 微观世界 微观世界 光是具有电磁本性的物质，既有波动性又有粒子性 微观世界 弹性粒子 机械波 宏观世界 宏观世界 理论领域 2.对光的波粒二象性的理解 实验基础 表现 (1)光子在空间各点出现的可能性大小说明 (1)光的波动性是光子本身的一种属性，不是光子之间光的波动性 可用波动规律来描述 干涉和衍射 (2)足够能量的光(大量光子)在传播时，相互作用产生的 表现出波的性质 (3)波长长的光容易表现出波动性 (1)当光同物质发生作用时，这种作用是(2)光的波动性不同于宏观观念的波 光的粒子性 “一份一份”进行的，表现出粒子的性光电效应、质 (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 康普顿效应 (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 3.光波是一种概率波 在双缝干涉实验中，光子通过双缝后，对某一个光子而言，不能肯定它落在哪一点，但屏上各处明暗条纹的不同亮度，说明光子落在各处的可能性即概率是不相同的．光子落在明条纹处的概率大，落在暗条纹处的概率小．

这就是说光子在空间出现的概率可以通过波动的规律来确定，因此说光是一种概率波．

3．关于光的波粒二象性，下列说法中正确的是( )

【导学号：22482062】

A．光的频率越高，衍射现象越容易看到 B．光的频率越高，粒子性越显著 C．大量光子产生的效果往往显示粒子性 D．光的波粒二象性否定了光的电磁说

【解析】 光具有波粒二象性，波粒二象性并不否定光的电磁说，只是说某些情况下粒子性明显，某些情况下波动性明显，故D错误．光的频率越高，波长越短，粒子性越明显，波动性越不明显，越不易看到其衍射现象，故B正确、A错误．大量光子的行为表现出波动性，个别光子的行为表现出粒子性，故C错误．

【答案】 B

4．(多选)在单缝衍射实验中，中央亮纹的光强占从单缝射入的整个光强的95%以上．假设现在只让一个光子能通过单缝，那么该光子( )

A．一定落在中央亮纹处 B．一定落在亮纹处 C．可能落在亮纹处 D．可能落在暗纹处

【解析】 根据光的概率波的概念，对于一个光子通过单缝落在何处，是不可确定的，但概率最大的是落在中央亮纹处，可达95%以上．当然也可能落在其他亮纹处，还可能落在暗纹处，只不过落在暗处的概率很小而已，故只有C、D正确．

【答案】 CD

对光的波粒二象性的两点提醒

1．光的干涉和衍射及偏振说明光具有波动性，而光电效应和康普顿效应是光具有粒子性的例证．

2．波动性和粒子性都是光的本质属性，只是在不同条件下的表现不同．当光与其他物质发生作用时，表现出粒子的性质；少量或个别光子易显示出光的粒子性；频率高波长短的光，粒子性显著．大量光子在传播时表现为波动性；频率低波长长的光，波动性显著．

对光子落点的理解

1．光具有波动性，光的波动性是统计规律的结果，对某个光子我们无法判断它落到哪个位置，我们只能判断大量光子的落点区域．

2．在暗条纹处，也有光子达到，只是光子数很少．

3．对于通过单缝的大量光子而言，绝大多数光子落在中央亮纹处，只有少数光子落在其他亮纹处及暗纹处．

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