图1
(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、双缝干涉、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.光子和电子、质子等实物粒子一样,也具有能量和动量.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.
4.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.
例1 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.故选D.