經典物理如何表述波動性和粒子性

Ⅰ 哪些現象證明光的波動性哪些現象證明光有粒子性

說明光的粒子性的現象：光電效應， 氫光譜的原子特徵光譜不連續，光的直線傳播，光的反射可以用粒子性解釋。光電效應，氫光譜原子特徵譜線不連續，證明光具有粒子性，同時，光的直線傳播，反射也可用粒子說得到解釋。

說明光的波動性：疊加，干涉，衍射，偏振，光的電磁波屬性，光的色散，反射，折射，衍射，干涉，偏振，疊加等證明光的波動性。

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愛因斯坦支持光的粒子性，在於光電效應無法用傳統物理學的波動理論來解釋。相反，如果將光視作能量量子化分布的「粒子」而非能量連續分布的「波」，可以解釋一系列光電效應的現象。（愛因斯坦獲得諾貝爾獎是因為他在光電效應上的工作，並非因為相對論。）光的單縫衍射實驗是支持光的波動性的實驗。

在該實驗中，一束光通過一道細縫（縫的寬度和光的波長相似）後，在屏上會顯示出一系列衍射條紋。而如果將光束能量降低到平均只能有一個光子同時通過細縫，長時間曝光後發現光子在屏上的分布仍然符合衍射條紋。這說明光的波動性並非僅僅是大量光子相互影響而產生的現象，而是單個光子本身固有的性質。

波粒二象性是量子力學當中的概念，雖然可以用宏觀的「粒子」與「波動」來近似描述，但是本質上並不能用宏觀觀念來替代。綜上，單個光子本身既具有類似宏觀粒子的「粒子性」，同時具有類似宏觀波動的「波動性」，這個性質本身被稱為「波粒二象性」，是光子的固有性質，並非宏觀粒子性質與波動性質的合成。

事實上，微觀粒子都具有波粒二象性這種量子性質。換句話說，「光具有波粒二象性」這句話是不等同於「光既是粒子，又是波」這句話的，只能理解為「光會同時表現出類似宏觀粒子與宏觀波動的性質。」

Ⅱ 為什麼光既有波動性，又有粒子性

德國科學家愛因斯坦（Albert Einstein，1879-1955）堅信宇宙中一切物理現象的背後都蘊藏著完整的統一性，因此，麥克斯韋的電磁學理論必須要與經典力學統一起來。愛因斯坦為了解決這一矛盾，做出了一個假設：假設有個人能夠達到光的速度，與光並肩齊行，那麼他就會發現靜止的光。但是，根據麥克斯韋的電磁學原理，振動的電磁波是不可能觀測到的，而且波也不可能處於靜止狀態，也就是說，宇宙中不可能存在光在靜止狀態的參照系，對於任何一個參照系來說，都只有屬於這個參照系的時間與空間。因此，愛因斯坦確信，光在所有參照系中速度必然相同。根據這一物理法則，愛因斯坦進行了多年的探索和研究，1905年創立了狹義相對論，揭示了時間和空間的本質聯系，引起了物理學基本概念的重大變革，開創了物理學的新世紀；提出了光量子論，解釋了光電現象，揭示了微觀客體的波粒二重性，用分子運動論解決布朗運動問題；發現了質能之間的相當性，在理論上為原子能的釋放和應用開辟道路。愛因斯坦的相對論與麥克斯韋的電磁學理論完美地結合在一起，從而推動了物理學上的一次意義深遠的重大革命。

1913年,丹麥物理學家玻爾（Niels Henrik David Bohr，1885～1962）以《論原子構造和分子構造》為題發表了長篇論文,為20世紀原子物理學開辟了道路。他採用了當時已有的量子概念,提出了幾條基本的「公設」,提出了至今仍很重要的原子定態、量子躍遷等概念，有力地沖擊了經典理論,推動了量子力學的形成。玻爾認為,按照經典理論來描述的周期性體系的運動和該體系的實際量子運動之間存在著一定的對應關系，這一對應原理成為從經典理論通向量子理論的橋梁。玻爾對各種元素的光譜和X射線譜、光譜線的(正常)塞曼效應和斯塔克效應、原子中電子的分組和元素周期表,甚至還有分子的形成,都提出了相對合理的理論詮釋。

1916年美國物理學家羅伯特·密立根(Robert Andrews kan,1868～1953)發表了光電效應實驗結果，驗證了愛因斯坦的光量子說。

美國物理學家康普頓（Arthur Holly Compton，1892～1962）1921年在實驗中證明了X射線的粒子性。1923年他發表了X射線被電子散射所引起的頻率變小現象，即康普頓效應，這是近代物理學的一大發現。按經典波動理論，靜止物體對波的散射不會改變頻率。而按愛因斯坦光量子說這是兩個「粒子」碰撞的結果。光量子在碰撞時不僅將能量傳遞而且也將動量傳遞給了電子，它進一步證實了愛因斯坦的光子理論，揭示出光的二象性。

1924年，奧地利物理學家泡利(Wolfgang Ernst Pauli，1900～1958)發表了「不相容原理」：原子中不可能有兩個或兩個以上的電子處於同一量子態．這一原理使當時許多有關原子結構的問題得以圓滿解決，對所有實體物質的基本粒子（通常稱之為費米子，如質子、中子、誇克等）都適用，構成了量子統計力學——費米統計的基點。

法國物理學家德布羅意(Louis Victor e de Broglie, 1892-1987)由光的波動和粒子兩重性得到啟發，他大膽地把這兩重性推廣到物質客體上去。他在1923年9～10月間，連續發表三篇短文：《輻射——波和量子》、《光學——光量子、衍射和干涉》、《物理學——量子、氣體動理論及費馬原理》。1924年，在他的博士論文《量子論研究》中，他全面論述了物質波理論，這一理論以後為薛定愕接受而導致了波動力學的建立。德布羅意把愛因斯坦關於光的波粒二象性的思想加以擴展。他認為實物粒子如電子也具有物質周期過程的頻率，伴隨物體的運動也有由相位來定義的相波即德布羅意波，後來薛定愕解釋波函數的物理意義時稱為「物質波」。德布羅意在並無實驗證據的條件下提出的新理論在物理學界掀起了軒然大波。

1925年，德國物理學家海森伯（Werner Karl Heisenberg，1901～1976）鑒於玻爾原子模型所存在的問題，拋棄了所有的原子模型，而著眼於觀察發射光譜線的頻率、強度和極化，利用矩陣數學，將這三者從數學上聯系起來，從而提出微觀粒子的不可觀察的力學量，如位置、動量應由其所發光譜的可觀察的頻率、強度經過一定運算（矩陣法則）來表示。他和玻爾等合作，建立了量子理論第一個數學描述——矩陣力學。1927年，他闡述了著名的不確定關系，即亞原子粒子的位置和動量不可能同時准確測量，成為量子力學的一個基本原理。

1926年，奧地利理論物理學家薛定愕（Erwin Schrodinger，1887～1961）提出了描述物質波連續時空演化的偏微分方程——薛定愕方程，給出了量子論的另一個數學描述——波動力學。後來，物理學家把二者將矩陣力學與波動力學統一起來，統稱量子力學。

1927年，美國貝爾實驗室的戴維森（Clinton Joseph Davisson，1881～1958）、革未（Lester Halbert Germer，1896～1971）及英國的湯姆遜（George Paget Thomson，1892～1975）通過電子衍射實驗，都證實了電子確實具有波動性。至此，德布羅意的理論作為大膽假設而成功的例子獲得了普遍的贊賞。以後，人們通過實驗又觀察到原子、分子……等微觀粒子都具有波動性。實驗證明了物質具有波粒二象性，不僅使人們認識到德布羅意的物質波理論是正確的，而且為物質波理論奠定了堅實基礎。

光的波動說與微粒說之爭從十七世紀初開始，至二十世紀初以光的波粒二象性告終，前後共經歷了三百多年的時間。牛頓、惠更斯、托馬斯．楊、菲涅耳等多位著名的科學家成為這一論戰雙方的主辯手。正是他們的努力揭開了遮蓋在「光的本質」外面那層撲朔迷離的面紗。跨世紀的爭論引出了量子力學的誕生，它是描述微觀世界結構、運動與變化規律的物理科學，是20世紀人類文明發展的一個重大飛躍，引發了一系列劃時代的科學發現與技術發明，對人類社會的進步做出重要貢獻。在現代科學技術中的表面物理、半導體物理、凝聚態物理、粒子物理、低溫超導物理、量子化學以及分子生物學等學科的發展中，都有重要的理論意義。我們的現代文明，從電腦、電視、手機到核能、航天、生物技術，幾乎沒有哪個領域不依賴於量子論。

詳細的介紹情況參考資料 裡面還有關於光的折射、反射、衍射和量子論等等的發現過程，有興趣的話不妨看看

Ⅲ 電子的波動性和粒子性分別是什麼

粒子是電子波動性的物質基礎；而波動性是粒子的固有屬性。即：是粒子就具有波動，或者說波動性是電子波動性的能量基礎。

Ⅳ 光的波動與微粒各有什麼實驗證明其說法（經典物理）

光的干射 衍射 折射 偏振 都是證明光具有波動性的好例子 而光的反射 沿直線傳播是證明光有粒子性的例子 此外還有光電效應 康普頓效應也可證明光有粒子性 然而無論牛頓還是惠更斯都是片面的

Ⅳ 波動性和粒子性的定義是什麼

這個沒有具體的定義，我提供以下的一些資料。供你參考理解：

光具有波粒二相性，
光的波動性就好象水波一樣，你仍一塊石頭，水面激起的波紋可以繞過障礙物繼續傳播，這就如同光的波動性，光的衍射，干涉，泊松亮斑，彩色肥皂泡，牛頓環等都說明了光的波動性。
光的粒子性，你可以把他看作一塊石頭，他是不能穿牆而過的。光沿直線傳播，光電效應，康普頓效應等都說明了光的粒子性

Ⅵ 粒子性與波動性的概念及區別。

1、概念不同

電磁波的粒子性是指電磁輻射能除了它的連續波動狀態外還能以離散形式存在。其離散單元稱為光子或量子。

波動性，在金融數學領域，指金融資產在一定時間段的變化性。通常以一年內漲落的標准差來測量。 金融市場中，投資的波動性與其風險有著密切的聯系。

2、適用范圍不同

粒子性是光與帶電粒子相互作用時表現出的能量、動量的不連續性，適用於物理學。

波動性通常用於測量資產的風險性。

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光是一種電磁波，它與帶電粒子相互作用時又表現出一種能量、動量的不連續性(通常稱為粒子性)。

1、光電效應

⑴在光的照射下物體發射電子的現象叫光電效應。

(2)愛因斯坦的光子說。光是不連續的，是一份一份的，每一份叫做一個光子，光子的能量E跟光的頻率ν成正比：E=hν。

(3)光電效應的規律：

各種金屬都存在極限頻率ν0,只有ν≥ν0才能發生光電效應。

瞬時性(光電子的產生不超過10^-9s)。

③光電子的最大初動能與入射光的強度無關，只隨著入射光的的頻率的增大而增大。

④當入射光的頻率大於極限頻率時，光電流的強度與入射光的強度成正比。

⑷愛因斯坦光電效應方程：Ek= hν - W(Ek=1∕2mv^2，為光電子的最大初動能。hν為光子的能量，W是逸出功，即從金屬表面直接飛出的光電子克服正電荷引力所做的功。

Ⅶ 光的粒子性和波動性是一種什麼關系對光的本質的認識經歷了怎樣的歷程

光的粒子性和光的波動性是一對矛盾，同時又相互聯系，是對立統一的關系。
任何事物都是對立和統一的結合體，對立和統一是矛盾雙方所固有的兩種屬性，對立性表現為對立面之間具有相互排斥，相互否定的性質，統一性表現為對立面之間具有相互依存、相互滲透、相互貫通的性質。矛盾的統一性和對立性是相互聯結的。雖然光的粒子性和波動性看似存在對立，但是缺少任何一方，都無法完美解釋光的現象。在光的微粒說與波動說發生交鋒時，牛頓和贊成「波動說」的人並沒有換個角度來分析問題，只看到了兩者的對立一面，兒沒有看到它們的統一性。愛因斯坦將兩者統一起來看將是對光的本質研究的一種升華。
人類對光認識經歷了一個非常曲折、漫長的過程。對光的本質的認識自古就開始。17世紀初，牛頓光的「微粒說」。1602年，人們發現光的衍射現象。1687年，荷蘭物理學家惠更斯把光和聲波、水波相類比，提出「波動說，提出「以太」的彈性媒質。但由於它還不夠完善，解釋不了人們最熟悉的光的直進和顏色的起源等問題，再加上牛頓在學術界的權威和盛名，所以「微粒說」一直占據著主導地位，稱雄整個18世紀1801年，年輕的托馬斯楊在暗室中做了一個舉世聞名的光的干涉實驗。法國物理學家菲涅爾設計了一個實驗，成功地演示了明暗相間的衍射。19世紀中葉精確測定出了光速值。19世紀後半葉英國物理學家麥克斯韋和德國物理學家赫茲發現並證明了光的電磁理論，「以太」被否定。20世紀初，愛因斯坦提出光量子理論，並被證實。總結的過程是一個認識飛躍的過程。由此可以看出，真理是在不斷發展的，認識發展的過程是螺旋式的上升。我們研究任何事物都要持之以恆，學會否定和質疑，不迷信權威，在立足於實踐的基礎上，不斷發展。