2.3 光是波还是粒子[学习目标] 1.知道光的波粒二象性,理解其对立统一的关系.2.知道光是一种概率波,知道概率波的统计意义.3.会用光的波粒二象性分析有关问题.一、光的波粒二象性[导学探究] 人类对光的本性的认识的过程中先后进行了一系列实验,比如:光的单缝衍射实验(图 A)光的双孔干涉实验(图 B)光电效应实验(图 C)光的薄膜干涉实验(图 D)康普顿效应实验等等.(1)在以上实验中哪些体现了光的波动性?哪些体现了光的粒子性?(2)光的波动性和光的粒子性是否矛盾? 答案 (1)单缝衍射、双孔干涉、薄膜干涉体现了光的波动性.光电效应和康普顿效应体现了光的粒子性.(2)不矛盾.大量光子在传播过程中显示出波动性,比如干涉和衍射.当光与物质发生作用时,显示出粒子性,如光电效应、康普顿效应.光具有波粒二象性.[知识梳理]1. 人类对光的本性的研究学说名称微粒说波动说电磁说光子说波粒二象性代表人物牛顿惠更斯麦克斯韦爱因斯坦实验依据光的直线传播、光的反射光的干涉、衍射能在真空中传播,是横波,光速等于电磁波的速度光电效应、康普顿效应光既有波动现象,又有粒子特征内容要点光是一群弹性粒子光是一种机械波光是一种电磁波光是由一份一份光子组成的光是一种概率波,既有波动性,又有粒子性2.光的波粒二象性(1)(2)光子的能量和动量① 能量:E=hν.② 动量:p=.(3)意义:能量 E 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 E=hν 和 p=揭示了光的粒子性和波动性之间的密切关系.[即学即用] 判断下列说法的正误.(1)光的干涉、衍射、偏振现象说明光具有波动性.( √ )(2)光子数量越大,其粒子性越明显.( × )(3)光具有粒子性,但光子又不同于宏观观念的粒子.( √ )(4)光在传播过程中,有的光是波,有的光是粒子.( × )二、再探光的双缝干涉实验[导学探究] 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 1甲、乙、丙所示的图像.图 1(1)图像甲是曝光时间很短的情况,光点的分布有什么特点?说明了什么问题?(2)图像乙是曝光时间稍长情况,当光子数较多时落在哪些区域的概率较大?可用什么规律来确定?(3)图像丙是曝光时间足够长的情况,体现了光的什么性?怎样解释上述现象?答案 (1)当曝光时间很短时,屏上的光点是随机分布的,具有不确定性,说明了光具有粒子性.(2)落在某些条形区域的概率较大,这种概率可...