波粒二象性知识总结与解题指导

一、波粒二象性的基本概念知识总结：光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有波动性。光电效应说明光具有粒子性。光既具有波动性，又具有粒子性，因此光具有波粒二象性。实物粒子也具有波粒二象性，与实物粒子相联系的波（德布罗意波，也叫物质波）是一种概率波。     

如何正确理解光的波粒二象性

<正>光到底是粒子还是波困扰了科学界几百年,主要原因来自于对于光是波或是粒子的解释存在相互不协调。直到20世纪20年代"波粒二象性"的提出,关于光本质问题的争论才告一段落。目前光的波粒二象性是被科学家普遍认可的观点,这一论断可以解释很多光的现象。波粒二象性是指某种物质同时具备波和粒子的特征,是量子力学中的一个重要概念。对于波粒二象性这么重要的概念科学家探索的脚步从来就没有停止过,从早     

波动说与微粒说的争论及其科学哲学意义

光的波动说与微粒说之争,从17世纪初开始,至20世纪初以波粒二象性告终,前后共经历了近300年的时间·惠更斯、胡克、牛顿、托马斯·杨、菲涅耳、爱因斯坦等多位著名的物理学家成为这一论战双方的主辩手.光到底是波还是粒子,所有的微观粒子是波还是粒子,你和我到底是波还是粒子,这个物质世界到底是波还是粒子?本质是什么?有没有本质?波粒二象性的意义在一定程度上告诉了我们答案.     

黑洞

<正>黑洞这一术语是不久以前才出现的。它是1969年美国科学家约翰·惠勒为了形象地描述至少可回溯到200年前的这个思想时杜撰的名字。那时候,共有两种光理论:一种是牛顿赞成的光的微粒说,另一种是光由波构成的光波动说。我们现在知道,这两者实际上都是正确的。由于量子力学的波粒二象性,光既可认为是波,也可认为是粒子。在光的波动说中,不清楚光对引力如何响应。但是如果光是由粒子组成的,人们可以预料,它们正如同炮弹、火箭和行星那样受引力的影响。人们起先以为,光粒子会无限快地运动,所以引力不可能使之慢下来,     

光本质猜想

(1)光产生于电子、原子或同能级的粒子随机碰撞,轨道跃迁等引起的以太振动,光的本质是断续衰减电磁波;(2)光的干涉现象必须保证两列波在同一时间出现断续波,只有从同一光源分出的两列光才符合此条件;(3)我们已知的任何粒子在接近光速时都会因以太风阻而减速,在一个稳定的状态下,不存在超光速现象;(4)光的能量与频率成正比;光电效应源于电磁感应和共振现象。     

对“光的波粒二象性”的认知与教学

光电效应以及康普顿效应表明了光具有粒子性 ;光的干涉和光的衍射表明了光具有波动性 .光是一种波 ,同时也是一种粒子 ,光具有波粒二象性 .光的波粒二象性为德布罗意的物质波的提出和量子力学的建立提供了实验基础 .但“光的波粒二象性”对大数中学生来说 ,都感到很抽象 ,比较难于理解 .笔者从认知的角度谈谈难于理解的原因 ,以及在教学过程中突破这一难点的方法 .一、认知原因皮亚杰认为 ,学习的过程就是图式、同化、顺应和平衡所构成的认知过程 .建构主义学习理论的一个重要概念是图式 ,图式是指个体对世界的知觉理解和思考方式 .我们在思…     

玻尔与爱因斯坦关于量子力学诠释的争论

围绕着量子力学理论体系的物理解释问题,以玻尔为首的哥本哈根学派与爱因斯坦等人展开了旷日持久的论争。这是物理学发展史上持续时间最长、斗争最激烈,最富哲学意义的论战之一。爱因斯坦虽然赞成光具有渡粒二象性的提法,但却坚信波和粒子这两个侧面可以因果性地相互联系起来。而玻尔则固守光的波动理论,否认光量子基本方程的有效性,并强调要同经典的力学概念作彻底的决裂。1923年康普顿实验证买了光量子的粒子特     

从牛顿粒子说到爱因斯坦光子论

光具有波粒二象性,在粒子性方面,牛顿提出过光的粒子说,爱因斯坦提出过光子理论。 牛顿在发现光通过棱镜的色散、牛顿环,光的衍射和光通过晶体形成双折射等现象的同时,根据光的直线传播性,认为光是一种微粒流,粒子从光源飞出来,在均匀的物质内以力学定律作等速直线运动。 按照光的粒子理论可以对光的反射定律进行解释,认为粒子象一个个小球,在平面     

由双缝干涉实验浅谈光的波粒二象性

本文根据杨氏双缝实验观测到的现象，从波的角度和粒子的角度，运用概率知识，分析讨论了光的波粒二象性．     

解释光的波粒二象性

考虑原子的发光过程,原子从高能级跃迁到较低能级需要一定的时间,在这段时间内原子连续地释放能量而发出光,释放的总能量为hv,这份能量以波的形式沿一定方向传播,形成一波列,其频率为v。我们知道,在真空中,对电磁波,波列形状不改变(见曾谨言《量子力学》P.617).在光现象中质能转换关系E=mc~2表现得较为明显,我们既可把光看成是携带能量hv的波列的传播,也可把光看成是质量为m=E/c~2=hv/c~2的光子的运动,只不过在某些方面光以波动的能量形式出现,而在另一些方面则以粒子的形式出现(光与物     

从德布罗意波的波长和频率看波粒二象性

文章通过推导说明德布罗意波的波速、波长和频率三者之间,并不满足机械波和电磁波等经典波所遵循的关系,其波长、频率也不具有经典理论所描述的物理意义。其原因是德布罗意波并非经典波的简单再现,波粒二象性所指的“粒子性”和“波动性”都是具有独特含义的。     

正确理解光的波粒二象性

在光的传播过程中,由于干涉和衍射等现象的存在,证实了光具有波动性,麦克斯韦在这个基础上建立了光的电磁说,认为光是具有一定频率和波长的电磁波。在光与物质的相互作用中,由于光电效应黑体辐射、康普顿效应等现象的存在,爱因斯坦提出了光子学说,认为光是具有一定能量(E=hv)和动量(P=h/λ) 的粒子——光子。因此,光既表现出被动性又表现出粒子性,称为光具有波粒二象性。     

光的粒子性(高二、高三)

光是电磁波,同时也是粒子,它具有波粒二象性.在光的波长较短时,其粒子性较为突出.能证实光的粒子性的实验有光电效应、康普顿效应等.爱因斯坦的光子说认为,光是不连续的,而是一份一份的,每一份光叫做一个光子.光子的能量为E=hv(v是光波的频率),     

科学发现

高能电子波电场中冲浪加速物理学家称穿行于等离子区的激光能够产生几乎带有相同能量的电子束。这一粒子物理领域的最新进展是向小型实用高能粒子加速器的开发·现场·最近几十年里,物理学家在采用强激光脉冲射入等离子层来获得高能加速粒子方面开展了大量的实验。当光脉冲经过离子层的时候,它会推动带负电的电子穿过等离子层,从而在激光波后面产生一个含有大量正离子的区域。其他电子会冲向这个正电区,紧随其后又形成一个负电区域。在这些正电和负电拖过的区域会产生一个巨大的波浪形电场。在这种波电场(wakefield)中,其他电子冲浪穿行,可…     

论光子和粒子的物理图象

正统量子力学关于波粒二象性的解释是电子同一时刻既是粒子也是波,这种观点从逻辑上讲含有自相矛盾的概念。本文通过对大量实验事实的分析,结合理论体系的研究,推断出粒子(或光子)在某一个时刻只能是非经典的波(或经典粒子),在另一时刻可以转变成经典粒子(或非经典的波);这种转变满足能量守恒,动量守恒和角动量守恒,正如电子和正电子能湮灭成光子那样。     

对波粒二象性的理解

对于高中生来讲,理解光的本性——波粒二象性,有一定的困难,觉得很难理解,很难接受。因为此时,经典物理学在学生头脑中已经根深蒂固,就好像我们经历了几千年的封建社会一样,想改变一些传统观念上的东西,谈何容易。而且从经典物理学中的观点来看,＂微粒＂和＂波＂是相互排斥的、对立的。一种东西要么是波,要么是粒子,两者怎么能同时存在呢？     

SPH-ALE方法在数值造波中的应用研究

应用传统的SPH方法处理数值造波问题有一定的局限性,波浪在传播过程中由于能量耗散会出现衰减,且粒子压力场存在数值震荡。该文基于SPH-ALE(Arbitrary Lagrangian-Eulerian)方法,提出了一种适用于黎曼解算法的时间积分方法,详细论述了对自由面粒子的捕捉方法。采用SPH-ALE方法分别对规则波传播、强非线性波的破碎、孤立波生成及在斜坡上的破碎进行了数值模拟。模拟结果表明,该方法可以有效地解决波浪衰减及压力场不稳定问题,并且可以有效捕捉波浪破碎的瞬时形态。     

巧做“单缝衍射”实验

衍射现象是波特有的现象之一,光的衍射现象也是证明光具有波动性的重要实验。     

光电效应和康普顿效应的模型问题

有这样一道习题：1924年法国物理学家德布罗意提出物质波的概念，任何一个运动着的物体，小到电子，大到行星、恒星都有一种波与之对应，波长为A=h／p，p为物体运动的动量，h为普朗克常数，同样，光也具有粒子性，光子的动量为：     

用电脑模拟光的波粒二象性

学生对光的粒子性和波动性是如何统一的,特别是对哪些情况下光表现出粒子性、哪些情况下光表现出波动性不易理解．我用计算机模拟光的波粒二象性,在屏幕上直观地显示出波动性和粒子性与光的频率和光子数的关系,对学生加深理解这个难点帮助很大,且教学效果好．介绍如下...