光量子与光的波粒二象性的历史评述——物理学方法案例分析

本文通过对光量子假说及波粒二象性提出过程的历史分析,指出光量子假说不是爱因斯坦对普朗克能量子假说的推广,并对现有教科书对光量子及光的波粒二象性的处理提出了自己的看法.

光的波粒二象性的辩证思维意义

光的波动说与微粒说之争从十七世纪初笛卡儿提出的两点假说开始,至二十世纪初以光的波粒二象性而告终。本文基于光的波粒二象性理论基础之上,先揭示牛顿微粒说和惠更斯波动说理论的局限性,进一步阐述光的波粒二象性的辩证思维意义。

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。

基于光的波粒二象性猜想的数学仿真

从现有的经典物理光学理论和专业实验结果出发,运用数学思维,综合光子理论,建立了基于光的波粒二象性猜想的四种数学模型.针对光微子碰撞猜想,建立了基于光子碰撞后概率分布的模型.针对光子作为电磁场自我旋转的猜想,分别从专业证明和数学模型分析方面建立了电磁场偏转模型和光子旋转模型.最后建立了我们自己的猜想模型——光子蜂窝网络模型.该模型引入了"光子域"、"光子电力"、"光子磁力"、"光子键"等概念,从五个子模型出发,定性解释了四个光学现象,合理回答了题目提出的三大问题,并定量证明了衍射光强分布.

基于光学捕获原理的光波粒二象性演示实验装置

首次将光纤光镊技术应用于光的波粒二象性演示实验,实现了光波动性与粒子性的同时演示.基于光学捕获技术,实现了对微粒的三维空间捕获、定位和移动,演示了光的粒子性.基于光束干涉测量技术,实现了对光纤端和捕获粒子表面反射光束干涉信号的记录和检测,演示了光的波动性.该实验装置具有成本低、体积小、集成度较高的优点.

融合物理学史教学 构建物理文化意蕴——以“光的波粒二象性”为例

指出现行教材中"光的波粒二象性"存在的缺失,总结光的本质争论所涉及的物理学家并给出该片段的教学设计,引导中学物理教师在教学中创造物理文化环境,为学生的终身发展奠定基础,从而在中学物理教学中推动物理学科核心素养的培养。

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...

高中物理“光的本性”主题学习进阶研究

2017版课程标准将“光的本性”的相关内容划分到必修3、选择性必修1、选择性必修3三个模块之中,逐渐帮助学生形成对“光的本性”的科学理解。为帮助学生形成对“光的本性”认识的连贯发展,在实际教学中教师需要基于学习进阶的研究范式进行教学设计。通过课程标准中“光的本性”的内容要求和相关研究文献的梳理,能够构建出符合学生认知发展过程的单一经典观、混合经典观、部分量子观和量子观四个“光的本性”主题的假设性学习进阶,以该进阶层级为教学活动安排的锚点进行逐级的教学设计,可帮助学生正确地理解“光的本性”这一抽象概念。

类比方法与光的本性的探索

简要回顾了人类对光的本性的探索历程,介绍了物理学家在研究过程中对类比方法的运用.

基于光纤光镊的粒子捕获与操纵

光镊技术利用光的力学特性实现对微纳尺度物体的操纵,是研究自然科学中微观物质的重要技术手段.光纤光镊因其结构紧凑、便于集成、操作灵活、适用范围广等优点,成为广泛应用于光学捕获和光学操纵的工具.本文综述了近年来光纤光镊在微观粒子光学操纵方面的研究进展,以单模光纤、多芯光纤、环形芯光纤、同轴双波导光纤为例介绍了光纤光镊对目标粒子的捕获、旋转、输运、振动等操作,列举了光纤光镊技术在温度传感、染料激光器、粒径测量和粒子输运等领域的应用,并介绍了光纤光镊技术应用于光的波粒二象性演示实验的教学成果.

从光的干涉现象谈光的本性

对于光本性的认识,始终存在着波动性与粒子性的争论,光的波粒二象性是两种学说相互妥协的结果.在解释一些现象如干涉和衍射时,人们就用波动说去解释,而对另一些现象如光电效应就用微粒说去说明.这种既是微粒又是波的存在在观念上确实叫人们不容易接受,其原因是到现在为止还没有一种理论能很好地把波动和微粒统一在一个模式下.本文正是从这一出发点来探讨光的本性.

光子干涉实验的讨论及解释

高中课本中提到的,科学家们做过这样的实验:“使光子一个一个地通过狭缝”。这是为说明描述光的波粒二象性提出的几率概念而设计的实验。本文将从几个方面来阐述如何正确理解这个实验。

《结构化学》思考与练习题举例

一、思考题: 1.什么实验事实说明光既具有波动性又具有微粒性?如何理解光的波粒二象性间的联系? 2.电子的波动性可用什么实验来证实?这是不是说电子是以波浪式前进的?为什么?宏观物体有没有波动性? 3.怎样描述微观质点的运动状态?为什么?波函数有哪些重要性质?为什么? 4.什么是定态（即稳定态）?能否说定态波函数是不随时间变化的? 5.何谓波函数的正交归一性?何谓波函数的标准条件? 6.定态薛定谔方程的算符表达式的意义是什么? 7.量子力学中的算符和力学量的关系怎样? 8.既然一维势箱体系是实际体系的理想化,为什么还要讨论它?它能给出哪些重要结论。 9.量子数n,l、m各是在解什么方程中得到的及怎样得到的.它们的取值范围是什么?简并度g=n2是如何求出来的? 10.怎样根据波函数的形式讨论“轨道”和电子云图象?为什么不能说P+1和P-1就是分别代表Px和Pv? 11.怎样来研究多电子原于的结构?作过哪些近似?用过哪些模型?

物理模型与中学物理教学

一、物理模型的概念、特性及功能 物理学所分析、研究的实际问题往往很复杂,如果我们将众多的复杂因素都考虑进去,就理不出清晰的物理概念和物理规律,精美的物理学大厦就无法筑起,为了便于分析与研究,物理学往往采用一种“简化”的方法,对实际问题进行科学的抽象化处理,保留主要因素,略去次要因素,得出一种能反映原物本质特性的理想物质(过程)或假想结构,此种理想物质(过程)或假想结构就称之为物理模型。因此,物理模型是人们通过科学思维对物理世界中原物的抽象描述;是按照物理科学研究的特定目的,用物质形式或思维形式对原型客体本质关系的再现。

惯性原理小释

物理学中的许多理论都是建立在经不起推敲的常识和直觉的基础上的。例如:普朗克公式、光的波粒二象性等在建立之初,既明了准确,又让人难解其所以然。人们之所以应用这些理论,仅仅是由于它们的结果正确。人类对自然科学规律的认识,就是这样从天才的直感逐步上升到一个具有系统的理论体系的高度。经典物理学的基础——惯性原理就是通过无数次实践活动的总结,而发展完善起来的。

突破课程难点 提高学生的综合能力——中药专业物理教学改革的一点体会

物理学的发展促进了现代科技的进步,其成果广泛应用于药学领域,如电导仪、电脉仪、气相色谱仪、薄层扫描仪、高压液相仪和阿贝折光仪等电子和光学仪器。此外,紫外分光光度分析仪、质谱仪和核磁共振仪已成为研究药物结构不可缺少的工具和技术。 “药用物理学”是中药专业的一门主干基础课程,除了为后续课程提供基础知识外,更重要的是肩负着培养学生的世界观,开拓学生的视野,提高学生的文化素质,树立学生的开拓和创新精神的重任。从多年的教学实践中了解到。

一个理科学生的心声

一个理科学生的心声孙付静记得初中时我最怕上政治课，上课划条条，考前背条条，考试考条条，枯燥无味。升入高中，老师告诉我们现在高考方向正由知识型向能力型、素质型转变，要学会理论联系实际，运用所学知识分析现实问题。物价居高不下、农业基础薄弱、国有企业亏损严...

光学和原子物理复习例题选解

光的反射和折射一章,以光线的概念为基础,讲述了光在同种煤质中沿直线传播以及在两种媒质界面上反射和折射的规律,并在此基础上研究光学元件成像的一些情况。光的本性一章,通过光的干涉、衍射和光电效应的事实,认识光的波粒二象性,原子和原子核一章通过实验事实。