高二物理选修3-5：粒子的波动性课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2020/8/9 Sunday,#,2024/11/5,高二物理选修3-5：粒子的波动性,2023/10/4高二物理选修3-5：粒子的波动性,1,光是一种物质，它既具有,粒子性,，又具有,波动性,。在不同条件下表现出不同特性。本节将针对光的这两个特性进一步的展开分析。,知识要点,光是一种物质，它既具有粒子性，又具有波动性。在不同条,2,第三节 崭新的一页：粒子的波动性,第十七章波粒二象性,第三节 崭新的一页：粒子的波动性第十七章波粒二象性,3,一、光的波粒二象性,一、光的波粒二象性,4,1、光的特性：,大量事实说明：光是一种波，同时也是一种粒子，光具有,波粒二象性,。,光的分立性和连续性是相对的，是不同条件下的表现，光子的行为服从统计规律。,2、光子的能量与动量之间的关系：,=h,P=h/,两式的物理量和p描述光的粒子性，和描述光的波动性。,1、光的特性：,5,二、粒子的波动性,二、粒子的波动性,6,法国物理学家，德布罗意原来学习历史，后来改学理论物理学。他善于用历史的观点，用对比的方法分析问题。,1929,年诺贝尔物理学奖获得者，波动力学的创始人，量子力学的奠基人之一。,普朗克,法国物理学家，德布罗意原来学习历史，后来改学理论物理,7,1、粒子波动性的假设,1923年，德布罗意最早想到了这个问题，并且大胆地设想，对于光子的波粒二象性会不会也适用于实物粒子。,实物粒子也具有波动性,实物粒子：静止质量不为零的那些微观粒子。,1、粒子波动性的假设,8,这种与实物粒子相联系的波后来称为,徳布罗意波,，也叫,物质波。,2、德布罗意关系式,：,一个能量为,E,、动量为,p,的实物粒子同时具有波动性，,动量为,P,的粒子波长：,这种与实物粒子相联系的波后来称为徳布罗意波，也叫物质波,9,例题,如速度,v,=5.0,10,2,m/s,飞行的子弹，质量为,m,=10,-2,Kg，,对应的德布罗意波长为：,电子,m,=9.1,10,-3,1Kg，速度,v,=5.0,10,7,m/s, 对应的德布罗意波长为：,例题 如速度v=5.0102m/s飞行的子弹，质,10,3、物质波波长,为德布罗意波长，h为普朗克常量，p为粒子动量。,3、物质波波长 为德布罗意波长，h为普朗克常量，p为,11,三、物质波的实验验证,三、物质波的实验验证,12,宏观物体的波长比微观粒子的波长小得多，这在生活中很难找到能发生衍射的障碍物，所以我们并不认为它有波动性作为微观粒子的,电子,，其,德布罗意波波长为10,10,m数量级,，找与之相匹配的障碍物也非易事,宏观物体的波长比微观粒子的波长小得多，这在生活中很难,13,1、电子衍射实验,电子束在穿过细晶体粉末或薄金属片后，也象X射线一样产生衍射现象。,屏,P,多晶薄膜,高压,栅极,阴极,1、电子衍射实验屏 P多晶薄膜高压栅极阴极,14,1927年 G.P.汤姆逊（J.J.汤姆逊之子） 也独立完成了电子衍射实验。与 C.J.戴维森共获 1937 年诺贝尔物理学奖。,电子束穿过铝箔后的衍射图像,除了电子以外，后来还陆续证实了质子，中子，以及原子的波动性。,1927年 G.P.汤姆逊（J.J.汤姆逊之子,15,1、光学显微镜的原理,使用无限远光学系统的显微镜主要由物镜、管镜和目镜组成。标本经物镜和管镜放大后，形成放大倒立的实象；实象经目镜再次放大后，形成放大的虚象。,科学漫步,2、电子显微镜的原理,电子显微镜是根据电子光学原理，用电子束和电子透镜代替光束和光学透镜，使物质的细微结构在非常高的放大倍数下成像的仪器。,1、光学显微镜的原理 科学漫步2、电子显微镜的原理,16,光学显微镜,光学显微镜,17,扫描式电子显微镜,扫描式电子显微镜,18,1下列现象说明光具有波粒二象性的是（ ）,A光的偏振和干涉,B光的衍射和干涉,C光的干涉和光电效应,D光的衍射和康普顿效应,1下列现象说明光具有波粒二象性的是（ ）,19,2、已知能使某金属产生光电效应的极限频率为 v0 （ ）,A.当用频率为2 v0的单色光照射该金属时，一定能产生光电子,B.当用频率为2 v0的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为hv,C.当照射光的频率v大于v0时，若v增大，则逸出功增大,D.当照射光的频率v大于v0时，若增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍,2、已知能使某金属产生光电效应的极限频率为 v0,20,3、下列说法正确的是（ ）,A只有大量电子才能表现波动性,B只有像电子、质子、中子这样的微观粒子才具有波动性,C德布罗意认为，任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳都有一种波和它对应，这种波叫做物质波,D宏观物体运动时，看不到它的衍射或干涉现象，所以宏观物体运动时不具有波动性,3、下列说法正确的是（ ）,21,4在光电效应实验中，如果需要增大光电子到达阳极时的速度，可采用哪种方法？（ ）,A增加光照时间,B增大入射光的波长,C增大入射光的强度,D增大入射光频率,4在光电效应实验中，如果需要增大光电子到达阳极时的速度，可,22,金属钠产生光电效应的极限频率是6.01014Hz根据能量转化和守恒守律，计算用波长0.40m的单色光照射金属钠时，产生的光电子的最大初动能是多大？,金属钠产生光电效应的极限频率是6.01014Hz根据能量,23,课堂小结,光是一种波，同时也是一种粒子，光具有,波粒二象性,。,光子的能量与动量之间的关系：,=h,P=h/ ,两式的物理量和p描述光的粒子性，和 描述光的波动性。,课堂小结 光是一种波，同时也是一种粒子，光具有波粒二象,24,实物粒子也具有波动性,一个能量为,E,、动量为,p,的实物粒子同时具有波动性，,动量为,P,的粒子波长：,频率:,这种与实物粒子相联系的波后来称为,德布罗意波,，也叫,物质波。,实物粒子也具有波动性频率: 这种与实物粒子相联,25,物质波波长：,为德布罗意波长，h为普朗克常量，p为粒子动量。,物质波波长： 为德布罗意波长，h为普朗克常量，p为粒,26,