第 3 节 光的波粒二象性(对应学生用书页码 P56)一、康普顿效应1．光的散射光在介质中与物体微粒的相互作用，使光的传播方向发生改变的现象。2．康普顿效应在光的散射中，光经物质散射后波长变长的现象。3．康普顿效应的意义康普顿效应表明光子除了具有能量之外，还具有动量，深入揭示了光的粒子性的一面。二、光的波粒二象性1．光的本性光的干涉、衍射、偏振现象表明光具有波动性，光电效应和康普顿效应表明光具有粒子性，即光具有波粒二象性。2．光子的能量和动量关系式(1)关系式：ε＝hν，p＝。(2)意义：能量 ε 和动量 p 是描述物质的粒子性的重要物理量；波长 λ 和频率 ν 是描述物质的波动性的典型物理量。因此 ε＝hν 和 p＝揭示了光的波动性和粒子性之间的密切关系。[特别提醒] 普朗克常量 h 架起了粒子性与波动性的桥梁。三、光是一种概率波1．不同强弱下光的干涉图样(1)大量光子表现出光的波动性。(2)少量光子表现出光的粒子性。2．光是概率波干涉条纹是光子在感光片上各点的概率分布的反映。这种概率分布就好像波的强度的分布，称光波是一种概率波。即，光波在某处的强度代表着光子在该处出现概率的大小。(对应学生用书页码 P56)对康普顿效应的理解1.康普顿效应的经典解释单色电磁波作用于比波长尺寸小的带电粒子上时，引起受迫振动，向各方向辐射同频率的电磁波。经典理论解释频率不变的一般散射可以，但对康普顿效应不能作出合理解释。2．利用光子说解释康普顿效应假定 X 射线光子与电子发生弹性碰撞，这种碰撞跟台球比赛中的两球碰撞很相似。按照爱因斯坦的光子说，一个 X 射线光子不仅具有能量 E＝hν，而且还有动量。如图 431 所示。这个光子与静止的电子发生弹性斜碰，光子把部分能量转移给了电子，能量由 hν 减小为 hν′，因此频率减小，波长增大。同时，光子还使电子获得一定的动量。这样就圆满地解释了康普顿效应。图 4311．科学研究证明，光子有能量也有动量，当光子与电子碰撞时，光子的一些能量转移给了电子。假设光子与电子碰撞前的波长为 λ，碰撞后的波长为 λ′，则碰撞过程中( )A．能量守恒，动量守恒，且 λ＝λ′B．能量不守恒，动量不守恒，且 λ＝λ′C．能量守恒，动量守恒，且 λ＜λ′D．能量守恒，动量守恒，且 λ＞λ′解析：选 C 能量守恒和动量守恒是自然界的普遍规律，适用于宏观世界也适用于微观世界。光子与电子碰撞时遵循这两个守恒定律。光子与电子碰撞前...
