高中物理第十七章波粒二象性第3节粒子的波动性学案

《高中物理第十七章波粒二象性第3节粒子的波动性学案》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、3　粒子的波动性1．了解光的波粒二象性。2．知道实物粒子的波动性，了解物质波的概念。干涉和衍射是波特有的性质。对于电子这样的实物粒子会发生干涉现象吗？提示：能。电子也具有波动性。1．光的波粒二象性(1)光的本性：光能够发生干涉、衍射现象，说明光具有____性；光电效应和康普顿效应表明光具有____性。即光具有________性。(2)光子的能量和动量：能量表达式：ε＝____，动量表达式：p＝______。2．粒子的波动性(1)德布罗意波：任何一种实物粒子都和一个______相对应，这种波被称为德布罗意波，也叫______。(2)物质波

2、的波长和频率：波长公式：λ＝__________，频率公式：ν＝________。3．物质波的实验验证(1)1927年戴维孙和G.P.汤姆孙分别做了________的实验，从而证实了__________。(2)电子束穿过铝箔发生的衍射现象，说明了电子具有波动性，即电子也具有____二象性。(3)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＝______和λ＝______关系同样正确。(4)宏观物体的质量比微观粒子大得多，运动时的动量很大，对应的德布罗意波的波长很____，根本无法观察到它的波动性。答案：

3、1．(1)波动　粒子　波粒二象　(2)hν　2．(1)波　物质波　(2)　3．(1)电子束衍射　电子的波动性　(2)波粒　(3)　　(4)小一、光本性学说的发展简史学说名称微粒说波动说电磁说光子说波粒二象性代表人物牛顿惠更斯麦克斯韦爱因斯坦公认实验依据光的直线传播、光的反射光的干涉、衍射光电效应、康普顿效应光既有波动现象，又有粒子特征能在真空中传播，是横波，光速等于电磁波速内容要点光是一群弹性粒子光是一种机械波光是一种电磁波光是由一份一份光子组成的光是具有电磁本性的物质，既有波动性又有粒子性二、对光的波粒二象性的理解实验基础表现说明光的

4、波动性干涉和衍射足够能量的光在传播时，表现出波的性质(1)光的波动性是光子本身的一种属性，不是光子之间相互作用产生的(2)光的波动性不同于宏观观念的波光的粒子性光电效应、康普顿效应(1)当光同物质发生作用时，这种作用是“一份一份”进行的，表现出粒子的性质(2)少量或个别光子清楚地显示出光的粒子性(1)粒子的含义是“不连续”“一份一份”的(2)光子不同于宏观观念的粒子波动性和粒子性的对立、统一(1)大量光子易显示波动性，而少量光子易显示出粒子性(2)波长长(频率低)的光波动性强，而波长短(频率高)的光粒子性强(1)光子说并未否定波动性，ε

5、＝hν＝中，ν和λ就是波的概念(2)波和粒子在宏观世界是不能统一的，而在微观世界却是统一的三、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。类型一光的波粒二象性【例题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

6、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．大量光子的行为往往显示出粒子性解析：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，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

7、波长越长，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题后反思：(1)光具有波粒二象性，电子是实物粒子。(2)光的波长越长，波动性越强，波长越短，粒子性越强。(3)个别光子易显示粒子性，大量光子易显示波动性。类型二物质波的计算【例题2】如果一个中子和一个质量为10g的子弹都以103m/s的速度运动，则它们的德布罗意波的波长分别是多少？(中子的质量为1.67×10－27kg，h＝6.63×10－34J·s)解析：中子的

8、动量为p1＝m1v子弹的动量为p2＝m2v由公式λ＝知，中子和子弹的德布罗意波长分别为λ中＝和λ子＝因此可得到λ中＝，λ子＝，代入数据得λ中＝4.0×10－10mλ子＝6.63×10－35m。答案：4.0×