.光的双缝干涉与波粒二象性.ppt

在讨论与光的传播有关的一系列现象( 光的干涉、衍射、偏振、双折射) 中,光表现出波动本性。在这一章中我们看到, 当光与物质相互作用并产生能量或动量的交换过程中, 光又表现出分立的量子化特征. 并可以用爱因斯坦的光子理论加以成功描述. 这就是所谓的光的“波粒二象性”.光子的能量: ??h?由相对论, 2??h mc ??光子的质量: 2c hm ?? 波粒二象性光的双缝干涉与波粒二象性光子的速度: ,cV?,0 0?m 光子的动量: c h mc P ???.? hP??、P 是用来描述粒子的特征, ?、?是用来描述波动特性的物理量,普朗克常数 h将这两种特征量联系起来. ,分为三类: 光子的静止质量:光子是电磁相互作用的媒介粒子. 第二种: 费米子,共48种. 电子, 中微子,?子, ?子, 夸克是费米子. 第三种: 希格斯粒子. 光具有波动性质,但它又与实物粒子一样,有能量、动量、质量,因此, 它在一定的条件下又表现出粒子性. 以此类推, 实物粒子,如电子, 质子等,是否也具有波动性呢? 第一类: 规范玻色子,有 13种. 光子是规范玻色子. 量子力学是 1924----1927 年这段时间建立起来的。它有两个等价的理论,波动力学和矩阵力学. 它们是一种力学规律的两种不同的描述. 使用了两种不同的数学工具。后来由更普遍的描述---- 狄喇克的量子电动力学(1928) 代替。波动力学, 与狄喇克同时获得了 1933 年度的诺贝尔奖。海森伯,波恩: 矩阵力学, 海森伯因提出不确定原理获 1932 年诺贝尔物理学奖。波恩因对波函数的统计诠释,获 1954 年诺贝尔物理学奖。薛定谔: 波动性(惠更斯为代表) 光的电磁说(麦克斯韦) 光的电磁说(依据) 电磁波谱按波长大小的顺序发现者产生机理和主要用途粒子性(牛顿为代表):能解释一些现象; 人类对光的本性的认识的发展史光的干涉光的衍射光子说:( 实验基础: 光电效应实验) 光电效应规律、光子说、