光的波粒二象性2（共28张PPT）.ppt

光的波粒二象性 光到底是什么？…………… 17世纪明确形成了两大对立学说 牛顿 惠更斯 微粒说 波动说 由于波动说没有数学基础以及牛顿的威望使得微粒说一直占上风 19世纪初证明了波动说的正确性 这里的光子完全不同于牛顿所说的“微粒” 19世纪末光电效应现象使得爱因斯坦在20世纪初提出了光子说：光具有粒子性 光的微粒说：光是沿直线高速传播的粒子流 。 牛顿支持微粒说。人们都认为牛顿是微粒说的代表。牛顿于1675年曾提出：“光是一群难以想象的细微而迅速运动的大小不同的粒子”，这些粒子被发光体“一个接一个地发射出来”。 易解释：光的直进性、影的形成、光的反射和折射等现象。 难解释：（1）一束光入射到两种介质界面时，既有反射，又有折射。何种情况发生反射，何种情况下又发生折射呢?微粒说在解释这一点时遇到了很大的困难。 （2）两束光相遇后，为何仍能沿原方向传播这一常见的现象，微粒说则完全无能为力了。 光的波动说：某种振动，以波的形式向四周围传播。 代表人物：是荷兰的物理学家惠更斯。 易解释：（1）光的反射、折射、光的反射和折射可以同时发生。 （2）两束光相遇后，为何仍能沿原方向传播这一 常见的现象。 难解释：光的直进性和影的形成。 干涉现象：英国医生兼物理学家托马斯·杨于1801年进行了 著名的杨氏干涉实验。 衍射现象：法国工程师菲涅耳于1818年演示了小孔衍射。 干涉和衍射是波动的重要特征，从而光的波动说得到迅速发展。人类对光的本性的认识达到一个新的阶段。 电磁说的提出：随着物理学各方面的发展，麦克斯韦提出了电磁波的理论，进而了光是电磁波的结论，惠更斯的波动说发展到了麦克斯韦的电磁说。 光的电磁说 1、麦克斯韦根据电磁理论，发现电磁波的波速与光速相同，提出了光是一种电磁波的假说．赫兹通过实验证实了光的电磁本质，光的电磁说把光学和电学统一起来了． 2、光的颜色是由电磁波的频率决定的．不同频率的色光在真空中波速相同，在介质中波速不同．同一色光在不同介质中，频率（颜色）不变，波长和波速都要改变．在同一介质中，频率越高，波速起小． 3、电磁波与机械波的比较: 共同点：都能产生干涉和衍射现象；它们波动的频率都取决于波源的频率；在不同介质中传播，频率都不变． 不同点：机械波的传播一定需要介质，其波速与介质的性质有关，与波的频率无关．而电磁波本身就是一种物质，它可以在真空中传播，也可以在介质中传播．电磁波在真空中传播的速度均为3.0×108m／s，在介质中传播时，波速和波长不仅与介质性质有关，还与频率有关． 关于光的电磁说的几点强调 返回目录 光电效应：19世纪末，光电效应被发现，光的波动说在光电效应面前束手无策，人们又认识到了光确实具有粒子性。爱因斯坦提出了光的量子理论---光子说. 人们终于认识到光既具有波动性又具有粒子性。 1801年，英国物理学家托马斯·杨（1773~1829）在实验室里成功的观察到了光的干涉． 光的干涉 一、光的干涉现象---杨氏干涉实验 1、装置特点： （1）双缝很近 0.1mm， （2）双缝S1、S2与单缝S的距离相等， 单缝 双缝 红滤色片 S1 S S2 屏幕 2、①要用单色光 ②单孔的作用：是获得点光源 ③双孔的作用：相当于两个振动情况完全相同的光源，双孔的作用是获得相干光源 用狭缝代替小孔，可以得到同样清晰，但明亮得多的干涉条纹。 得到相干光源：一分为二的思想 光的干涉 双缝干涉 激光束 双缝 屏 屏上看到明暗相间的条纹 双缝 S1 S2 屏幕 P1 第一亮纹 δ=λ P 中央亮纹 δ=0 P2 第二亮纹 δ=2λ P3 / 第三亮纹 δ=3λ P3 第三亮纹 δ=3λ P3 / 第二亮纹 δ=2λ P3 / 第一亮纹 δ=λ Q2 第二暗纹 Q 1 第一暗纹 Q3 第三暗纹 Q3 / 第三暗纹 Q2 / 第二暗纹 Q1 / 第一暗纹 δ=5λ/2 δ=λ/2 δ=3λ/2 δ=5λ/2 δ=3λ/2 δ=λ/2 d r1 r2 S1 S2 P O x l 相邻两条亮纹（或暗纹）间的距离△x为： l 档板与光屏的距离λ波长d 两狭缝间的距离 其中（ld） △x 结论：两缝间距离越小、缝到屏的距离越大，光波的波长越大，条纹的宽度就越大。 深入研究：当实验装置一定，红光的条纹间距最大，紫光的条纹间距最小。表明不同色光的波长不同，红光最长，紫光最短。 如果用白光做双缝干涉实验，得到的是中央形成亮纹，两侧为彩色的干涉条纹，思考：中央亮条纹为