高中物理第十七章波粒二象性17.3粒子的波動性課件新人教版

3粒子的波動性1.了解光的波粒二象性,并了解其對立統(tǒng)一的關(guān)系。2.知道實物粒子具有波動性,了解物質(zhì)波的概念。一二三一、光的波粒二象性1.光的本性:光能夠發(fā)生干涉、衍射現(xiàn)象,說明光具有波動性;光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)表明光具有粒子性。即光具有波粒二象性。2.光子的能量和動量。光子的能量表達式:ε=hν。一二三二、粒子的波動性1.德布羅意波:任何一種實物粒子都有一種波與它相對應(yīng),這種波被稱為德布羅意波,也叫物質(zhì)波。2.物質(zhì)波的波長和頻率。一二三三、物質(zhì)波的實驗驗證1.1927年戴維孫和G.P.湯姆孫分別做了電子束衍射的實驗,從而證實了電子的波動性。2.電子束穿過鋁箔發(fā)生的衍射現(xiàn)象,說明了電子具有波動性,即電子也具有波粒二象性。3.人們陸續(xù)證實了質(zhì)子、中子以及原子、分子的波動性,對于4.宏觀物體的質(zhì)量比微觀粒子大得多,運動時的動量很大,對應(yīng)的德布羅意波的波長很小,根本無法觀察到它的波動性。一二三湖面上的水波是物質(zhì)波嗎?提示：湖面上的水波是機械波,機械波不是物質(zhì)波。一二三一、光本性學(xué)說的發(fā)展簡史

一二三二、對光的波粒二象性的理解

一二三一二三一二三三、對德布羅意波的理解1.任何物體,小到電子、質(zhì)子,大到行星、太陽都存在波動性,我們之所以觀察不到宏觀物體的波動性,是因為宏觀物體對應(yīng)的波長太小的緣故。2.德布羅意假說是光的波粒二象性的一種推廣,使之包括了所有的物質(zhì)粒子,即光子與實物粒子都具有粒子性,又都具有波動性,與光子對應(yīng)的波是電磁波,與實物粒子對應(yīng)的波是物質(zhì)波。3.德布羅意波是一種概率波,粒子在空間各處出現(xiàn)的概率受波動規(guī)律支配,不要以宏觀觀念中的波來理解德布羅意波。類型一類型二類型三對光的波粒二象性的理解

【例題1】

下列有關(guān)光的波粒二象性的說法正確的是(

)A.有的光是波,有的光是粒子B.光子與電子是同樣的一種粒子C.光的波長越長,其波動性越顯著;波長越短,其粒子性越顯著D.大量光子的行為往往顯示出粒子性類型一類型二類型三解析：一切光都具有波粒二象性,光的有些行為(如干涉、衍射)表現(xiàn)出波動性,有些行為(如光電效應(yīng))表現(xiàn)出粒子性,所以,不能說有的光是波,有的光是粒子。雖然光子與電子都是微觀粒子,都具有波粒二象性,但電子是實物粒子,有靜止質(zhì)量,光子不是實物粒子,沒有靜止質(zhì)量,電子是以實物形式存在的物質(zhì),光子是以場形式存在的物質(zhì),所以,不能說光子與電子是同樣一種粒子。光的波粒二象性的理論和實驗表明,大量光子的行為表現(xiàn)出波動性,個別光子的行為表現(xiàn)出粒子性。光的波長越長,衍射性越好,即波動性越顯著,光的波長越短,其光子能量越大,個別或少數(shù)光子的作用就足以引起光接收裝置的反應(yīng),所以其粒子性就很顯著。故選項C正確,A、B、D錯誤。答案：C類型一類型二類型三題后反思(1)光具有波粒二象性,電子是實物粒子。(2)光的波長越長,波動性越強,波長越短,粒子性越強。(3)少量光子易顯示出粒子性,大量光子易顯示出波動性。類型一類型二類型三對物質(zhì)波的理解

【例題2】

(多選)關(guān)于物質(zhì)波,下列認(rèn)識錯誤的是(

)A.任何運動的物體(質(zhì)點)都伴隨一種波,這種波叫物質(zhì)波B.X射線的衍射實驗,證實了物質(zhì)波假設(shè)是正確的C.電子的衍射實驗,證實了物質(zhì)波假設(shè)是正確的D.宏觀物體盡管可以看成物質(zhì)波,但它們不具有干涉、衍射等現(xiàn)象類型一類型二類型三解析：根據(jù)德布羅意物質(zhì)波理論知,任何一個運動的物體,小到電子、質(zhì)子,大到行星、太陽,都有一種波與之相對應(yīng),這種波就叫物質(zhì)波,可見,選項A是正確的;由于X射線本身就是一種波,而不是實物粒子,故X射線的衍射現(xiàn)象并不能證實物質(zhì)波理論的正確性,即選項B錯誤;電子是一種實物粒子,電子的衍射現(xiàn)象表明運動著的實物粒子具有波動性,故選項C是正確的;由電子穿過鋁箔的衍射實驗知,少量電子穿過鋁箔后所落位置是散亂的,無規(guī)律的,但大量電子穿過鋁箔后落的位置則呈現(xiàn)出衍射圖樣,即大量電子的行為表現(xiàn)出電子的波動性,干涉、衍射是波的特有現(xiàn)象,只要是波,都會發(fā)生干涉、衍射現(xiàn)象,故選項D錯誤。綜合以上分析知,本題應(yīng)選B、D。答案：BD類型一類型二類型三題后反思(1)物質(zhì)波理論上是說任何一個運動的物體(如實物粒子等)都具有波動性,即其行為服從波動規(guī)律。(2)物質(zhì)波理論告訴我們,任何微觀粒子都既具有粒子性又具有波動性,即與光一樣,也具有波粒二象性。波粒二象性是光子、電子、質(zhì)子等微觀粒子都具有的基本屬性。類型一類型二類型三物質(zhì)波的計算

【例題3】

如果一個中子和一個質(zhì)量為10g的子彈都以103

m/s的速度運動,則它們的德布羅意波的波長分別是多少?(中子的質(zhì)量為1.67×10-27

kg,h=6.63×10-34

J·s)點撥：熟記物質(zhì)波(或德布羅意波)的波長公式并理解公