Корпускулярно-волновой дуализм. Фотоны

В начале XX века физики обнаружили, что свет проявляет одновременно свойства волн и частиц. Это необычное свойство получило название корпускулярно-волновой дуализм. Важный вклад в развитие этой идеи внесли Макс Планк и Альберт Эйнштейн.

---

1. Волновые свойства света

Свет долгое время считался волной. Это подтверждают явления:

• интерференция;

• дифракция;

• поляризация.

 Эти эффекты можно объяснить только с точки зрения волновой природы света.

---

Наглядная схема волновых свойств

2. Корпускулярные свойства света

Однако ряд явлений показал, что свет ведёт себя как поток частиц:

• фотоэффект;

• давление света;

• излучение абсолютно чёрного тела.

 Эти явления объясняются тем, что свет состоит из частиц — фотонов.

---

3. Что такое фотон

Фотон — это элементарная частица света.

Основные свойства фотона:

• не имеет массы покоя;

• движется со скоростью света c;

• обладает энергией и импульсом.

Энергия фотона:

Импульс фотона:

​

где:

•  — постоянная Планка;
•  — частота;
•  — длина волны.

---

Наглядная схема фотона

---

4. Суть дуализма

Корпускулярно-волновой дуализм означает:

 свет проявляет волновые свойства при распространении и интерференции,
 и корпускулярные свойства при взаимодействии с веществом.

Пример:

• Свет проходит через две щели → ведёт себя как волна;

• Выбивает электроны → ведёт себя как частица.

---

Наглядная схема дуализма

---

5. Значение дуализма

• Объясняет поведение света и микрочастиц;

• Является основой квантовой механики;

• Распространяется не только на свет, но и на электроны (гипотеза де Бройля);

• Используется в современной технике.

---

6. Применение

• лазеры;

• фотонные технологии;

• квантовая связь;

• микроскопия;

• полупроводниковые приборы.

---

7. Итоги

• Свет имеет двойственную природу: волновую и корпускулярную;

• Фотоны — частицы света;

• Энергия фотона определяется формулой E = hv;

• Дуализм — основа современной физики.

---

Вопросы для самопроверки

1. Что такое корпускулярно-волновой дуализм?

2. Какие явления подтверждают волновую природу света?

3. Какие явления подтверждают корпускулярную природу?

4. Что такое фотон?

5. Как определяется энергия фотона?

6. В чем проявляется двойственная природа света?

7. Где применяется квантовая теория света?