3　粒子的波动性ppt课件教学实录

粒子的波动性

学号 姓名 小组 日期 2019 .06 编写者

蓝国盛 学习目标

1.知道光的本性的认识史．了解光的波粒二象性及其对立统一关．

重点难点

系.2.了解粒子的波动性，知道物质波的概念.3.了解什么是德布罗意波，会解释有关现象

学 案

导案及复备

一、导入（或知识链接）

（学法点拨）

(一)、光的波粒二象性

[导学探究]

人类对光的本性的认识的过程中先后进行了一系列实验，比如：

光的单缝衍射实验(图A) 光的双孔干涉实验(图B) 光电效应实验(图C) 光的薄膜干涉实验(图D) 康普顿效应实验等等．

(1)在以上实验中哪些体现了光的波动性？哪些体现了光的粒子性？

(2)光的波动性和光的粒子性是否矛盾？

(一)人类对光的本性的研究

学说

波粒

微粒说

波动说

电磁说

光子说

名称

二象性

代表

牛顿

惠更斯

麦克斯韦

爱因

人物

斯坦

能在真空中传光既有波动实验

光的直线传光的干涉、播，是横波，光电效应、康现象，又有依据

播、光的反射

衍射

光速等于电磁普顿效应

粒子特征

波的速度

光是具有电磁本性的物内容

光是一群弹光是一种光是一种电磁光是由一份一质，既有波要点

性粒子

机械波

波

份光子组成的

动性，又有粒子性

(二)光的波粒二象性

1.

2．光子的能量和动量

(1)能量：ε＝hν. (2)动量：p＝hλ. 3．意义：能量ε和动量p是描述物质的粒子性的重要物理量；波长λ和频率ν是描述物质的波动性的典型物理量．因此ε＝hν和p＝hλ揭示了光的粒子性和波动性之间的密切关系．

[即学即用]

判断下列说法的正误．

(1)光的干涉、衍射、偏振现象说明光具有波动性．(

√

) (2)光子数量越大，其粒子性越明显．(

×

) (3)光具有粒子性，但光子又不同于宏观观念的粒子．(

√

) (4)光在传播过程中，有的光是波，有的光是粒子．(

×

)

1

二、自主学习

[导学探究]

德布罗意认为任何运动着的物体均具有波动性，可是我们观察运动着的汽车，并未感觉到它的波动性，你如何理解该问题？

答案

波粒二象性是微观粒子的特殊规律，一切微观粒子都存在波动性，宏观物体(汽车)也存在波动性，只是因为宏观物体质量大，动量大，波长短，难以观测．

[知识梳理]

对物质波的认识

三、合作探究

1．粒子的波动性

(1)德布罗意波：任何运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波与它相对应，这种波叫物质波，又叫德布罗意波．

(2)物质波波长、频率的计算公式为λ＝hp，ν＝εh. (3)我们之所以看不到宏观物体的波动性，是因为宏观物体的动量太大，德布罗意波长太小的缘故．

2．物质波的实验验证

(1)实验探究思路：干涉、衍射是波特有的现象，如果实物粒子具有波动性，则在一定条件下，也应该发生干涉或衍射现象．

(2)实验验证：1927年戴维孙和汤姆孙分别利用晶体做了电子束衍射的实验，得到了电子的衍射图样，证实了电子的波动性．

(3)说明

①人们陆续证实了质子、中子以及原子、分子的波动性，对于这些粒子，德布罗意给出的ν＝εhh和λ＝p关系同样正确．

②物质波也是一种概率波．

[即学即用]

判断下列说法的正误．

(1)一切宏观物体都伴随一种波，即物质波．(

×

) (2)湖面上的水波就是物质波．(

×

) (3)电子的衍射现象证实了实物粒子具有波动性．(

√

)

四、精彩展示

1

关于光的波粒二象性，下列理解正确的是(

) A．当光子静止时有粒子性，光子传播时有波动性

B．光是一种宏观粒子，但它按波的方式传播

C．光子在空间各点出现的可能性大小(概率)可以用波动规律来描述

D．大量光子出现的时候表现为粒子性，个别光子出现的时候表现为波动性

答案

C 解析

光子是不会静止的，大量光子的效果往往表现出波动性，个别光子的行为往往表现出粒子性，故A、D错误；光子不是宏观粒子，光在传播时有时看成粒子有时可看成波，故B错误；光子在空间各点出现的可能性大小(概率)可以用波动规律来描述，故C正确．

2.

质量为10 g、速度为300 m/s在空中飞行的子弹，其德布罗意波长是多少？为什么我们无法观察到其波动性？

五、课堂小结

知道波动性、粒子性明显程度的因素

六、当堂检测

1．下列有关光的波粒二象性的说法中，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；光的波长越短，其粒子性越显著

D．大量光子的行为往往表现出粒子性

2．下列关于德布罗意波的认识，正确的解释是(

) A．任何一个物体都有波和它对应，这就是物质波

B．X光的衍射证实了物质波的假设是正确的

C．电子衍射证实了物质波的假设是正确的

D．宏观物体运动时，看不到它的衍射或干涉现象，所以宏观物体不具有波动性

3．关于光的本性，下列说法中正确的是(

) A．关于光的本性，牛顿提出“微粒说”，惠更斯提出“波动说”，爱因斯坦提出“光子说”，它们都说明了光的本性

B．光具有波粒二象性是指：既可以把光看成宏观概念上的波，也可以看成微观概念上的粒子

C．光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光电效应说明光具有粒子性

D．光的波粒二象性是将牛顿的粒子说和惠更斯的波动说真正有机地统一起来

2

七、拓展延伸（学法提示、拓展阅读等）

．利用金属晶格(大小约10－10

m)作为障碍物观察电子的衍射图样，方法是使电子通过电场加速后，让电子束照射到金属晶格上，从而得到电子的衍射图样．已知电子质量为m，电荷量为e，初速度为0，加速电压为U，普朗克常量为h，则下列说法中不正确的是(

) A．该实验说明了电子具有波动性

B．实验中电子束的德布罗意波长为λ＝h2meU

C．加速电压U越大，电子的衍射现象越不明显

D．若用相同动能的质子替代电子，衍射现象将更加明显

我的收获（学习小结或反思）：优秀□

合格□

加油

小组评价：

教师评价：

3