3　粒子的波动性ppt课件课堂实录

17．3 崭新的一页：粒子的波动性

学习目标

1．了解光既具有波动性，又具有粒子性。学科网2．知道实物粒子和光子一样具有波粒二象性。3．知道德布罗意波的波长和粒子动量关系。

学习重点

实物粒子和光子一样具有波粒二象性，德布罗意波长和粒子动量关系

学习难点

实物粒子的波动性的理解。

学科网自主学习

一、光的波粒二象性

1、光的本性：光既具有________性，又具有______性，即光具有____________。

2、光子的能量和动量：光子能量ε=________，光子动量：p=h/λ,能量ε和动量p是描述物质的______性的重要物理量；波长λ和频率ν是描述物质的______性的典型物理量。因此ε=hν和p=h/λ揭示了光的______性和______性之间的密切关系。

二、粒子的波动性：德布罗意假说：实物粒子也具有______性，。任何一个______的物体，都有一种波与它相对应，这种波叫做______波，也称为德布罗意波。物质波的波长和频率：λ=______，ν=______ 三、物质波的实验验证：1927年戴维孙和汤姆孙分别利用晶体做了____________的实验，得到了电子的____________，证实了电子的波动性。

学习过程

一、光的波粒二象性

1、

光是一种电磁波，能够产生____________和___________等波特有的现象，说明光具有__________性。而_____________、___________、_____________能说明光具有粒子性，所以我们说光具有_____________性。

2.光子的能量：ε=

3.光子的动量：p= 注意：物理量ε和p描述光的粒子性，物理量v和λ描述光的波动性，h架起了粒子性与波动性的桥梁。

例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．光于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．大量光予的行为往往显示出粒子性

二、粒子的波动性

1.德布罗意波：任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波与它对应，这种与实物粒子相联系的波称为德布罗意波，也称物质波。

2.波的频率：v= 波的波长：λ= 说明：ε为粒子的能量，p为粒子的动量

例2、关于物质波，下列认识中错误的是

(

)

A．任何运动的物体(质点)都伴随一种波，这种波叫物质波

B．X射线的衍射实验，证实了物质波假设是正确的

C．电子的衍射实验，证实了物质波假设是正确的

D．宏观物体尽管可以看做物质波，但它们不具有干涉、衍射等现象

三、物质波

1．我们平时所看到的宏观物体运动时，我们看不见它们的波动性，但也有一个波长与之对应，例如飞行子弹的波长约为10—Nm，这个波长实在是太小了。

2．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；宏观物体也存在波动性，只是波长太小，难以观测。

3．对于光，先有波动图象(即v和入)，其后在量子理论中引入光子的能量ε和动量p来补充它的粒子性。反之，对于实物粒子，则先有粒子概念(即ε和p)，再引用德布罗意波(即v和λ)的概念来补充它的波动性。不过要注意这里所谓波动性和粒子性，实际上仍然都是经典物理学的概念，所谓补充仅是形式上的。

例3、以下说法正确的是

(

) A。物体都具有波动性

B．抖动细绳一端，绳上的波就是物质波

C．通常情况下，质子比电子的波长长

D．核外电子绕核运动时，并没有确定的轨道

小结：

当堂巩固

4．下列关于光的本性说法正确的是

(

)

A．有的光是波，有的光是粒子

B．光子就是牛顿微粒说的微粒

C．光的波长越长，其波动性越明显

D．γ射线具有明显的粒子性，没有波动性

5．下列现象说明光具有波动性的是

(

)

A．光的直线传播

B．光的干涉

C．光的衍射

D．光电效应

6．下列现象说明光具有波粒二象性的(

)

A．光的直线传播和干涉

B．光的衍射和干涉

C．光的干涉和光电效应

D．泊松亮斑和光电效应

7．电子显微镜的最高分辨率达0.2nm，若有人制造出质子显微镜，在加速到相同速度的情况下，质子显微镜的最高分辨率(

)

A．小于0.2nm B．大于0.2nm C．等于0.2nm D．无法确定

8．下列关于光的本性说法正确的(

)

是

将

是

A．在其他条件相同时，光的频率越高，衍射现象越明显

B．频率越高的光粒子性越明显

C．大量光子往往表现波动性，少量光子往往表现粒子性

D．若让光子一个一个地通过狭缝，它们将严格按照相同的轨道做极有规律的匀速直线运动

9．关于光的波粒二象性，下列说法正确的是

(

)

A．光的频率越高，光的能量越大，粒子性越明显

B．光的波长越长，光的能量越小，波动性越明显

C．频率高的光只具有粒子性，不具有波动性

D．无线电波只具有波动性，不具有粒子性

10．对于光的波粒二象性的理解正确的是

(

A．电磁波谱中，波长最长的只表现波动性，波长最短的只表现出粒子性

B．光子与电子是同一种粒子，光波与机械波是同一种波

C．光的波动性是由于光子间的相互作用而形成的

D．光是一种波，同时也是一种粒子，光子说并未否定电磁说

11．估算一下一个中学生在百米跑时的德布罗意波的波长

参考答案

学习过程

一、1、干涉

衍射

波动性

黑体辐射

光电效应

康普顿效应

粒子

2、hv

3、h/λ 例1、C

二、2．ε/h 3。h/p 例2、BD 三、例3、AD 当堂巩固

1、C

2、BC

3、CD

4、A

5、BC

6、AB

7、D

8、2×10-39m

)