物理-光的本性(波粒二象性-概率波)
问法模型:选非式实验结论判断:‘对实验结果的认识不正确的是’→用概率波模型逐项核验表述正误,排除正确项、锁定与’波动性是光子固有属性’相矛盾的选项
推理链
- 第1步:提取实验事实——光子’一个一个地通过狭缝’,‘曝光时间不太长’时底片只出现’不规则的点’,‘曝光时间足够长’才出现’规则的干涉条纹’。
- 第2步:引入核心原理——光波是概率波:单个光子没有经典意义的轨道,落点无法预测,但其在各点出现的概率服从波动规律,即到达亮条纹区域的概率大于到达暗条纹区域的概率。
- 第3步:对照A——‘单个光子的运动没有确定的轨道’与’落点无法预测、无经典轨道’一致,表述正确。
- 第4步:对照C——‘明亮的部分是光子到达机会较多的地方’与’到达亮条纹区的概率更大、曝光时间足够长后到达多的区域表现为亮条纹’一致,表述正确。
- 第5步:对照D——‘曝光时间不长……故出现不规则的点’与官方’光点密集度太低、明暗区分不明显故只见不规则点’的解释相符,表述正确。
- 第6步:对照B——‘只有大量光子的行为才表现出波动性’与’波动性是光子固有的性质,与光子数量无关’直接矛盾:大量光子只是让概率分布(干涉条纹)得以显现,并非波动性此时才产生。
- 第7步:本题要求选’不正确’的一项,A、C、D均正确,故答案为B。
最快解法:⚡ 概念锚定法+绝对化表述排查:抓住概率波核心结论’波动性是光子固有属性,与光子数量无关’,B项’只有……才……’的绝对化表述与之冲突,直接锁定B;再快速验证A/C/D均与题干实验现象和概率波解释相符即可确认。
易错点
- ⚠ 混淆’波动性的显现需要大量光子’与’波动性的存在依赖大量光子’,误认为B是正确说法而漏选
- ⚠ 受’个别光子行为无规则、大量光子行为有规律’常见表述干扰,忽略概率波规律对单个光子的落点概率同样适用
- ⚠ 忽略’选非题’问法,误将表述正确的A/C/D当作答案
母题抽象
🧩 当题干以’单个粒子落点随机 vs 大量粒子呈现规则分布’的实验考查微观粒子性质时,用’概率波+统计规律’模型核验各选项:波动(概率分布)是个体固有属性,大量粒子只是其显现条件,警惕’只有大量……才……’这类绝对化表述。
同类特征:双缝干涉实验、光子一个一个通过狭缝、曝光时间不太长→不规则点、曝光时间足够长→规则干涉条纹、选非题(认识不正确的是)、概率波
相关题
(暂无)
题干
物理学家做了一个有趣的实验:在双缝干涉实验中,在光屏处放上照相底片,若减弱光流的强度,使光子只能一个一个地通过狭缝。实验表明,如果曝光时间不太长,底片上只能出现一些不规则的点;如果曝光时间足够长,底片上就会出现规则的干涉条纹。对这个实验结果的认识不正确的是 。
选项
- A. 单个光子的运动没有确定的轨道
- B. 只有大量光子的行为才表现出波动性 ✅
- C. 干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方
- D. 曝光时间不长时,光的能量小,底片上的条纹看不清楚,故出现不规则的点
官方解析
光波是概率波,光子在空间传播时,没有经典意义的轨道,无法预测它在空间的确定位置,但光子在空间各点出现的概率,可以用波动规律来描述。单个光子的落点无法预测,所以曝光时间不太长,底片上只能出现一些不规则的点,但是到达亮条纹区域的概率会大于到达暗条纹区域的概率。如果曝光时间足够长,底片上就会出现规则的干涉条纹。 A项:单个光子在空间中的位置是不确定的,而且光子在空间运动轨迹也是不确定的,正确; B项:波动性是光子固有的性质,与光子数量无关,错误; C项:光子到达亮条纹的概率会大于到达暗条纹的概率,因而曝光时间足够长,光子到达的多的区域表现为亮条纹,而光子到达的少的区域表现为暗条纹,正确; D项:曝光时间不太长时,底片上出现的光点密集度太低,明暗区分不明显,故出现不规则的点,正确。 本题为选非题,故正确答案为B。
给定材料
(无)