图2
(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)单缝衍射实验、双缝干涉实验、薄膜干涉实验体现了光的波动性.
光电效应实验和康普顿效应实验体现了光的粒子性.
(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.
[知识深化]
1.大量光子产生的效果显示出波动性;个别光子产生的效果显示出粒子性.
2.光子的能量与其对应的频率成正比,而频率是描述波动性特征的物理量,因此ε=hν揭示了光的粒子性和波动性之间的密切联系.
3.频率低、波长长的光,波动性特征显著,而频率高、波长短的光,粒子性特征显著.
4.光在传播时体现出波动性,在与其他物质相互作用时体现出粒子性.光的粒子性和波动性组成一个有机的统一体.
例2 下面关于光的波粒二象性的说法中,不正确的是( )
A.大量光子产生的效果往往显示出波动性,个别光子产生的效果往往显示出粒子性
B.频率越大的光其粒子性越显著,频率越小的光其波动性越显著
C.光在传播时往往表现出波动性,光在跟物质相互作用时往往表现出粒子性
D.光不可能同时具有波动性和粒子性
答案 D
解析 光既具有粒子性,又具有波动性,大量的光子波动性比较明显,个别光子粒子性比较明显,故A正确;在光的波粒二象性中,频率越大的光其粒子性越显著,频率越小的光其波动性越显著,故B正确;光在传播时往往表现出波动性,光在跟物质相互作用时往往表现出粒子性,故C正确;光的波粒二象性是指光有时表现为波动性,有时表现为粒子性,二者是统一的,故D错误.
三、对光是概率波的理解
1.单个粒子运动的偶然性:我们可以知道粒子落在某点的概率,但不能预言粒子落在什么位置,即粒子到达什么位置是随机的,是预先不能确定的.
2.大量粒子运动的必然性:由波动规律我们可以准确地知道大量粒子运动时的统计规律,