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,这种概率可用波动规律来确定.
(3)光的波动性.少量光子呈现粒子性,大量光子呈现波动性,而且光是一种概率波.
[知识梳理]
光波是一种概率波:光的波动性不是光子之间的相互作用引起的,而是光子自身固有的性质,光子在空间出现的概率可以通过波动的规律确定,所以,光波是一种概率波.
[即学即用] 判断下列说法的正误.
(1)光子通过狭缝后运动的轨迹是确定的.( × )
(2)干涉条纹中,暗条纹是光子不能达到的地方.( × )
(3)单个光子的运动具有偶然性,但光波强的地方是光子到达几率大的地方.( √ )
一、光的波粒二象性的理解
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.光子和电子、质子等实物粒子一样,具有能量和动量.和其他物质相互作用时,粒子性起主导作用;在光的传播过程中,光子在空间各点出现的可能性的大小(概率),由波动性起主导作用,因此称光波为概率波.
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.