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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…

常识判断 · 物理-光的波粒二象性 · 生物医学常识 · 2019年 上海 真题

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。

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
答案与解析

正确答案:B

花生十三讲解

(通用解法,该题型花生方法不在库中)本题考查光的波粒二象性,选认识不正确的一项。光波是概率波,单个光子没有确定轨道,A正确;亮条纹是光子到达概率较大的区域,C正确;曝光时间短时光子数少落点显得杂乱无章,D的表述虽通俗也符合现象。B项说只有大量光子的行为才表现出波动性,而波动性是每个光子固有的属性,并非数量堆出来的,只是需大量光子才能显示统计规律,B认识错误,当选。确认答案为B。

原解析

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。

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