高中物理 第17章 波粒二象性 第3节 粒子的波动性课件 新人教版选修3-5.ppt

成才之路 物理 路漫漫其修远兮吾将上下而求索 人教版 选修3 5 波粒二象性 第十七章 第三节粒子的波动性 第十七章 如图所示是一台电子显微镜 竖直圆筒的上 下两端分别装着负极和正极 电压可高达1 106V 它的分辨本领很高 可以看清大小为0 2nm的物体 你知道电子显微镜的分辨本领与哪些因素有关吗 1 光的本性 1 19世纪初托马斯 杨 菲涅耳 马吕斯等分别观察到了光的 和偏振现象 2 19世纪60年代和80年代 麦克斯韦和赫兹先后从理论上和实验上确认了光的 本质 3 光电效应和康普顿效应揭示了光的 光的波粒二象性 干涉 衍射 电磁波 粒子性 h 粒子 波动 h 1 德布罗意波任何一种实物粒子都和一个波相联系 这种波被称为德布罗意波 也叫 波 2 物质波的波长和频率波长公式 频率公式 粒子的波动性 物质 3 物质波的实验验证 1 实验探究思路干涉 衍射是 特有的现象 如果实物粒子具有波动性 则在一定条件下 也应该发生 或 现象 波 干涉 衍射 2 实验验证1927年戴维孙和G P 汤姆孙分别利用晶体做了 的实验 得到了类似右图的 图样 从而证实了电子的波动性 他们为此获得了1937年的诺贝尔物理学奖 电子束衍射 衍射 一 光学发展史 二 对光的波粒二象性的理解 答案 ABD C解析 C为光电效应实验 证明了光的粒子性 其余的三个实验均证明了光的波动性 对光的波粒二象性的理解 解析 一切光都具有波粒二象性 光的有些行为 如干涉 衍射 表现出波动性 光的有些行为 如光电效应 表现出粒子性 所以 不能说有的光是波 有的光是粒子 虽然光子与电子都是微观粒子 都具有波粒二象性 但电子是实物粒子 有静止质量 光子不是实物粒子 没有静止质量 电子是以实物形式存在的物质 光子是以场形式存在的物质 所以 不能说光子与电子是同样的一种粒子 光的波粒二象性的理论和实验表明 大量光子的行为表现出波动性 个别光子的行为表现出粒子性 光的波长越长 衍射性越好 衍射性越好 即波动性越显著 光的波长越短 其光子能量越大 个别或少数光子的作用就足以引起光接收装置的反应 所以其粒子性就很显著 故选项C正确 A B D错误 答案 C 点评 在宏观现象中 波与粒子是对立的概念 而在微观世界中 波与粒子可以统一 由于我们的经验局限于宏观物体的运动 微观世界的某些属性与宏观世界不同 我们从来没有过类似的经历 光既不是宏观观念的波 也不是宏观观念的粒子 光具有波粒二象性是指光在传播过程中和同其他物质作用时分别表现出波和粒子的特性 答案 A解析 小孔成像说明光沿直线传播 选项C D说明光的波动性 故选项A正确 对物质波的理解 因为子弹的德布罗意波长太短 无法观察到其波动性 不会看到这种现象 因德布罗意波是一种概率波 粒子在空间出现的概率遵从波动规律 而非宏观的机械波 更不是粒子做曲线运动 点评 认为运动物体将做曲线运动是容易出现的错误 以宏观观念的波来理解德布罗意波是错误的根源 德布罗意波是一种概率波 在一般情况下不能用确定的坐标描述粒子的位置 无法用轨迹描述粒子的运动 但是粒子在空间各处出现的概率受波动规律支配 不是粒子将做曲线运动 不能将物质波与宏观意义上的机械波相混淆 物质波的实质是指粒子在空间的分布的概率是受波动规律支配的 它与机械波有着本质的区别 更不能将粒子的运动轨迹与波动性联系在一起 答案 D 易错分析 只知实物粒子具有波动性 不会具体问题具体分析 对于宏观物体子弹来说 物质波波长仅为10 34m左右 因为波长越长衍射现象越显著 动量大的子弹的波动性忽略不计仍沿确定的轨道运动 所以未沿击中靶的抛物线运动 原因是未瞄准 正确答案 不是