《（全國通用版）2018-2019高中物理 第十七章 波粒二象性 第3節(jié) 粒子的波動性課件 新人教版選修3-5.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（全國通用版）2018-2019高中物理 第十七章 波粒二象性 第3節(jié) 粒子的波動性課件 新人教版選修3-5.ppt（33頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、第十七章,波粒二象性,第三節(jié)粒子的波動性,學(xué) 習(xí) 目 標(biāo),知 識 導(dǎo) 圖,,課 前 預(yù) 習(xí),1光的本性 (1)19世紀(jì)初托馬斯楊、菲涅耳、馬呂斯等分別觀察到了光的________、________和偏振現(xiàn)象。 (2)19世紀(jì)60年代和80年代，麥克斯韋和赫茲先后從理論上和實驗上確認(rèn)了光的__________本質(zhì)。 (3)光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)揭示了光的__________。,知識點 1,光的波粒二象性,干涉,衍射,電磁波,粒子性,波動性,衍射,粒子性,光電效應(yīng),粒子性,波動性,波粒二象性,2光子的能量和動量 (1)能量：______； (2)動量：p______。 3意義,h,粒子,波動,h,能
2、量和動量p是描述物質(zhì)的________性的重要物理量；波長和頻率是描述物質(zhì)的________性的典型物理量。因此______和p______揭示了光的粒子性和波動性之間的密切關(guān)系。,1德布羅意波 任何一種實物粒子都和一個波相聯(lián)系，這種波被稱為德布羅意波，也叫________波。 2物質(zhì)波的波長和頻率 波長公式______，頻率公式______。,知識點 2,粒子的波動性,物質(zhì),3物質(zhì)波的實驗驗證 (1)實驗探究思路 干涉、衍射是______特有的現(xiàn)象，如果實物粒子具有波動性，則在一定條件下，也應(yīng)該發(fā)生________或________現(xiàn)象。 (2)實驗驗證,,1927年戴維孫和G.P.湯姆孫分
3、別利用晶體做了______________的實驗，得到了類似右圖的________圖樣，從而證實了電子的波動性。他們?yōu)榇双@得了1937年的諾貝爾物理學(xué)獎。,波,干涉,衍射,電子束衍射,衍射,判一判 (1)光的干涉、洐射、偏振現(xiàn)象說明光具有波動性。() (2)光子數(shù)量越大，其粒子性越明顯。() (3)光具有粒子性，但光子又不同于宏觀觀念的粒子。() (4)一切宏觀物體都具有波動性，即物質(zhì)波。() (5)湖面上的水波就是物質(zhì)波。() (6)電子的衍射現(xiàn)象證實了實物粒子具有波動性。(), ,選一選 (多選)(河北正定中學(xué)20152016學(xué)年高二下學(xué)期檢測)波粒二象性是微觀世界的基本特征，以下說法
4、正確的有( ) A光電效應(yīng)現(xiàn)象揭示了光的粒子性 B熱中子束射到晶體上產(chǎn)生衍射圖樣說明中子具有波動性 C黑體輻射的實驗規(guī)律可用光的波動性解釋 D動能相等的質(zhì)子和電子，它們的德布羅意波長也相等,AB,想一想 2018年6月30日，中國運動員蘇炳添在2018鉆石聯(lián)賽巴黎站比賽中，以9.91s的成績再次追平了男子100m亞洲記錄。設(shè)蘇炳添的質(zhì)量約為75kg，請計算他在100m比賽時的德布羅意波長，并說明其波動性是否明顯。 答案：8.761037m，波動性很不明顯,,課 內(nèi) 探 究,曾有一位記者向物理學(xué)家諾貝爾獎獲得者布拉格請教：光是波還是粒子？布拉格幽默地答道：“星期一、三、五它是一個波，星期二、四、
5、六它是一個粒子，星期天物理學(xué)家休息。”那么光的本性到底是什么呢？你是如何理解的？,探究一對光的本性的認(rèn)識,,提示：光具有波粒二象性。 光既不同于宏觀觀念的粒子，也不同于宏觀觀念的波，但光既具有粒子性又具有波動性，粒子性和波動性都是光本身的屬性。,1光學(xué)發(fā)展史,2對光的波粒二象性的理解,下列有關(guān)光的波粒二象性的說法中，正確的是() A有的光是波，有的光是粒子 B光子與電子是同樣的一種粒子 C光的波長越長，其波動性越顯著；波長越短，其粒子性越顯著 D大量光子的行為往往顯示出粒子性 解題指導(dǎo)：在宏觀現(xiàn)象中，波與粒子是對立的概念，而在微觀世界中，波與粒子可以統(tǒng)一。光具有波粒二象性是指光在傳播過程中和同
6、其他物質(zhì)作用時分別表現(xiàn)出波和粒子的特性。,典例 1,C,解析：一切光都具有波粒二象性，光的有些行為(如干涉、衍射)表現(xiàn)出波動性，光的有些行為(如光電效應(yīng))表現(xiàn)出粒子性，所以，不能說有的光是波，有的光是粒子。 雖然光子與電子都是微觀粒子，都具有波粒二象性，但電子是實物粒子，有靜止質(zhì)量，光子不是實物粒子，沒有靜止質(zhì)量，電子是以實物形式存在的物質(zhì)，光子是以場形式存在的物質(zhì)，所以，不能說光子與電子是同樣的一種粒子。,光的波粒二象性的理論和實驗表明，大量光子的行為表現(xiàn)出波動性，個別光子的行為表現(xiàn)出粒子性。光的波長越長，衍射性越好，衍射性越好，即波動性越顯著，光的波長越短，其光子能量越大，個別或少數(shù)光子的
7、作用就足以引起光接收裝置的反應(yīng)，所以其粒子性就很顯著，故選項C正確，A、B、D錯誤。,對點訓(xùn)練1人類對光的本性認(rèn)識的過程中先后進行了一系列實驗，如圖所示的四個示意圖所表示的實驗說明光具有波動性的是_______，說明光具有粒子性的是_____。,ABD,,C,解析：C為光電效應(yīng)實驗，證明了光的粒子性；其余的三個實驗均證明了光的波動性。,德布羅意認(rèn)為任何運動著的物體均有波動性，可是我們觀察運動著的汽車，并未感覺到它的波動性。你如何理解該問題，談?wù)勛约旱恼J(rèn)識。,探究二對物質(zhì)波的理解,提示：波粒二象性是微觀粒子的特殊規(guī)律，一切微觀粒子都存在波動性，宏觀物體(汽車)也存在波動性，只是因為宏觀物體質(zhì)量大
8、，動量大，波長短，難以觀測，而微觀粒子如電子、質(zhì)子、中子以及原子、分子的波動性為宏觀物體具有波動性奠定了事實基礎(chǔ)。,2對德布羅意物質(zhì)波的理解 (1)任何一個運動的物體，小到電子、質(zhì)子，大到行星、太陽都具有波動性。由于宏觀物體的波長太小，其波動性不易觀察到。 (2)物質(zhì)波是一種概率波，粒子在空間各處出現(xiàn)的概率服從波動規(guī)律。不要以宏觀觀點中的波來理解德布羅意波。 (3)德布羅意假說是光的波粒二象性的推動，實物粒子和光子都既具有粒子性，又具有波動性。與光子對應(yīng)的波是電磁波，與實物粒子對應(yīng)的是物質(zhì)波。,質(zhì)量為10g，速度為300m/s在空中飛行的子彈，其德布羅意波波長是多少？為什么我們無法觀察出其波動
9、性？如果能夠用特殊的方法觀察子彈的波動性，我們是否能看到子彈上下或左右顫動著前進，在空間中描繪出正弦曲線或其他周期性曲線？為什么？,典例 2,解題指導(dǎo)：認(rèn)為運動物體將做曲線運動是容易出現(xiàn)的錯誤，以宏觀觀念的波來理解德布羅意波是錯誤的根源，德布羅意波是一種概率波，在一般情況下不能用確定的坐標(biāo)描述粒子的位置，無法用軌跡描述粒子的運動，但是粒子在空間各處出現(xiàn)的概率受波動規(guī)律支配，不是粒子將做曲線運動，不能將物質(zhì)波與宏觀意義上的機械波相混淆，物質(zhì)波的實質(zhì)是指粒子在空間的分布的概率是受波動規(guī)律支配的，它與機械波有著本質(zhì)的區(qū)別，更不能將粒子的運動軌跡與波動性聯(lián)系在一起。,對點訓(xùn)練2下列說法中正確的是()
10、A物質(zhì)波屬于機械波 B只有像電子、質(zhì)子、中子這樣的微觀粒子才具有波動性 C德布羅意認(rèn)為，任何一個運動著的物體，小到電子、質(zhì)子，大到行星、太陽，都有一種波和它對應(yīng)，這種波叫物質(zhì)波 D宏觀物體運動時，看不到它的衍射或干涉現(xiàn)象，所以宏觀物體運動時不具有波動性 解析：物質(zhì)波是一切運動著的物體所具有的波，與機械波性質(zhì)不同，宏觀物體也具有波動性，只是干涉、衍射現(xiàn)象不明顯而已，故只有C對。,C,素 養(yǎng) 提 升,易錯點：不能正確認(rèn)識運動物體的波動性,一位戰(zhàn)士在實戰(zhàn)訓(xùn)練時子彈脫靶，在分析脫靶的原因時，突然想起德布羅意波長公式后，確認(rèn)未擊中的原因可能與子彈的波動性有關(guān)，這是失誤的理由嗎？ 易錯分析：只知實物粒子具有波動性，不會具體問題具體分析。對于宏觀物體子彈來說，物質(zhì)波波長僅為1034m左右，因為波長越長衍射現(xiàn)象越顯著，動量大的子彈的波動性忽略不計仍沿確定的軌道運動，所以未沿?fù)糁邪械膾佄锞€運動，原因是未瞄準(zhǔn)。,案 例,正確答案：不是,
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