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光的波粒二象性

2017-10-12 2页 doc 13KB 20阅读

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光的波粒二象性光的波粒二象性 对光的波粒二象性的认识 在经典物理学的定义中,波动性和粒子性是两种绝然对立的性质,是波就不是粒子,很难想象一种时而显示实物颗粒性,时而又具有波动性,同时兼有这两种不相容性质的东西。所以人们很容易将光的粒子性同化为宏观实物粒子的颗粒性,将波动性同化为传播着的真实的机械波。 光是某一波段的电磁波,在电磁波谱中占有一定的频带宽度,它满足麦克斯韦方程组。光的干涉、衍射、偏振等现象也充分证明了光的波动性。光的表现形式是横波,电场强度和磁场强度的方向相互垂直,且均与波的传播方向垂直。光的粒子性在光与物质的相互作用过程...
光的波粒二象性
光的波粒二象性 对光的波粒二象性的认识 在经典物理学的定义中,波动性和粒子性是两种绝然对立的性质,是波就不是粒子,很难想象一种时而显示实物颗粒性,时而又具有波动性,同时兼有这两种不相容性质的东西。所以人们很容易将光的粒子性同化为宏观实物粒子的颗粒性,将波动性同化为传播着的真实的机械波。 光是某一波段的电磁波,在电磁波谱中占有一定的频带宽度,它满足麦克斯韦方程组。光的干涉、衍射、偏振等现象也充分证明了光的波动性。光的现形式是横波,电场强度和磁场强度的方向相互垂直,且均与波的传播方向垂直。光的粒子性在光与物质的相互作用过程中明显表现出来。光电效应、康普顿效应等现象充分说明了光具有粒子性。 光是由光子组成的粒子流,光子的运动速度是光速c ,其能量: ε = hv? 2 狭义相对论指出:质量为m 的物体具有的能量为:ε = mc? 2由(1) 、(2) 联立可知,光子的质量为:m = hv/c ? 狭义相对论还指出:物体的运动质量m 与其运动速度之间的关系为: m = m/? o 其中m 为v = 0 时的质量,称为静止质量。由于光子在真空中的运动0 速度是v = c ,把它代入(4)中后,若m ?0 ,势必得出m = ?的不合0 理结果。因此,必有光子的静止质量m = 0 。 0 光子具有质量和速度,它就应该有动量: P = mc = hv/ c = h/λ? 光子可以和中性粒子发生相互作用,也可以和带电粒子发生相互作用。这些相互作用表现在诸如,光压力、光电效应、康普顿效应、电子偶的产生和湮灭等等。 在上述表达式中,将光的粒子性和波动性联系起来的式子是: ε = hv ?; P = h/λ ? 上面的两个方程中,左边的ε和P 为粒子性物理量,右边的和为波动性的物理量。(6) 、(7) 两式表明了光同时兼有粒子性和波动性。量子理论的基本常数,普朗克常数h ,把描述波动性和粒子性的物理量联系起来。 光的粒子特征和波动特征是客观存在的不能分割的物质的两种属性,光只是在不同的条件下展示不同的性质。例如:光在传播过程中主要表现为波动性;光在与物质相互作用过程中主要表现为粒子性。量子理论中的粒子性指作用的定域性、整体性和不连续性;量子理论中的波动性主要指传播空间的弥散性和状态的可叠加性,但能量、动量、质量在空间的分布不在连续。
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