高二物理课件 17.3《粒子的波动性》（人教版选修3-5）

欢迎进入物理课堂 第三节粒子的波动性 课标定位 课前自主学案 波动 粒子 h 波长 频率 普朗克常量h 3 现象与本质 光的干涉和衍射现象表明光是一种 光电效应和康普顿效应表明光同时也是一种 光的波动性与粒子性是统一的 只有承认光的 性 才是对光的本性最全面的认识 波 粒子 波粒二象 二 粒子的波动性1924年 法国巴黎大学学生 在博士学位论文中提出假设 实物粒子也具有 即每一个 粒子都与一个对应的 相联系 粒子的能量 与动量p跟它所对应的频率与波长 之间遵从 这种与实物粒子相联系的波叫 又叫 波 德布罗意 波动性 运动的 波 德布罗意波 物质 三 物质波的实验验证1927年戴维孙和G P 汤姆孙分别利用 做了电子束衍射的实验 得到了电子的衍射图样 证实了电子的 性 晶体 波动 核心要点突破 一 对光的波粒二象性的理解1 光的粒子性的含义粒子的含义是 不连续 一份一份 的 光的粒子即光子 不同于宏观概念的粒子 但也具有动量和能量 1 当光同物质发生作用时 表现出粒子的性质 2 少量或个别光子易显示出光的粒子性 3 频率高 波长短的光 粒子性特征显著 2 光的波动性的含义光的波动性是光子本身的一种属性 它不同于宏观的波 它是一种概率波 即光子在空间各点出现的可能性大小 概率 可用波动规律描述 1 足够能量的光 大量光子 在传播时 表现出波的性质 2 频率低 波长长的光 波动性特征显著 3 光的波动性 粒子性是统一的 1 光的粒子性并不否定光的波动性 光既具有波动性 又具有粒子性 波动性 粒子性都是光的本身属性 只是在不同条件下的表现不同 2 只有从波粒二象性的角度 才能统一说明光的各种行为 特别提醒 光子说并不否认光的电磁说 1 按光子说 光子的能量E h 其中 表示光的频率 即表示了波的特征 2 从光子说或电磁说推导光子动量以及光速都得到一致的结论 二 对德布罗意物质波的理解1 任何物体 小到电子 质子 大到行星 太阳都存在波动性 我们之所以观察不到宏观物体的波动性 是因为宏观物体对应的波长太小的缘故 2 德布罗意波是一种概率波 粒子在空间各处出现的概率受波动规律支配 不要以宏观观点中的波来理解德布罗意波 3 德布罗意假说是光子的波粒二象性的一种推广 使之包括了所有的物质粒子 即光子与实物粒子都具有粒子性 又都具有波动性 与光子对应的波是电磁波 与实物粒子对应的波是物质波 课堂互动讲练 对于光的行为 下列说法正确的是 A 个别光子的行为表现为粒子性 大量光子的行为表现为波动性B 光的波动性是光子本身的一种属性 不是光子之间的相互作用引起的 C 光表现出波动性时 就不具有粒子性了 光表现出粒子性时 就不具有波动性了D 光的波粒二象性应理解为 在某种场合下光的波动性表现明显 在另外某种场合下 光的粒子性表现明显 精讲精析 个别光子的行为表现为粒子性 大量光子的行为表现为波动性 A选项正确 光与物质作用 表现为粒子性 光的传播表现出波动性 光的波动性与粒子性都是光的本质属性 因为波动性表现为粒子的分布概率 光的粒子性表现明显时仍具有波动性 因为大量粒子的个别行为呈现出波动规律 B D选项正确 答案 ABD 方法总结 光的波粒二象性是指光具有波动性 又具有粒子性 有时波动性更明显 有时粒子性则更明显 但是 波动性和粒子性是不可分割的 是从不同角度所观察到的不同性质 变式训练1下列说法正确的是 A 有的光是波 有的光是粒子B 光子与电子是同样的一种粒子C 光的波长越长 其波动性越显著 波长越短 其粒子性越显著D 射线具有显著的粒子性 不具有波动性 解析 选C 光同时具有波动性和粒子性 只是在有的情况下波动性更显著 有的情况下粒子性更显著 波长越长 波动性就更显著 粒子性就越不明显 波长越短 粒子性就更显著 波动性就越不明显 只有C选项正确 一质量为450g的足球以10m s的速度在空中飞行 一个初速度为零的电子 通过电压为100V的电场加速 试分别计算它们的德布罗意波长 其中 电子质量为9 1 10 31kg 普朗克常量h 6 63 10 34J s 答案 1 47 10 34m1 2 10 10m 方法总结 1 一切运动的物体都具有波动性 2 宏观物体质量大动量大 波长极小 难观测 但不能认为没有波动性 变式训练2根据物质波理论 以下说法中正确的是 A 微观粒子有波动性 宏观物体没有波动性B 宏观物体和微观粒子都具有波动性C 宏观物体的波动性不易被人观察到是因为它的波长太长D 速度相同的质子和电子相比 电子的波动性更为明显 解析 选BD 一切运动的物体都有一种物质波与它对应 所以宏观物体和微观粒子都具有波动性 A选项错误 B选项正确 宏观物体的物质波波长很短 不易观察到它的波动性 所以C选项错误 速度相同的质子与电子相比 电子质量小 物质波波长更长 所以电子波动性更明显 所以D选项正确 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全