2019届高中物理第十七章波粒二象性第3节粒子的波动性讲义含解析

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1、粒子的波动性光的波粒二象性[探新知·基础练]1．光的波粒二象性光既具有波动性，又具有粒子性，即光具有波粒二象性。2．光子的能量和动量(1)能量：ε＝hν。(2)动量：p＝。(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＝揭示了光的粒子性和波动性之间的密切关系，普朗克常量h架起了粒子性与波动性之间的桥梁。[辨是非](对的划“√”，错的划“×”)1．光既具有粒子性，又具有波动性。(√)2．光的干涉说明光具有波动性，光的多普勒效应说明光具有粒子性。(√)[释疑难·对点练]对光的波

2、粒二象性的理解实验基础表现说明光的波动性干涉和衍射(1)光是一种概率波，即光子在空间各点出现的可能性大小(概率)可用波动规律来描述(2)能量强的光在传播时，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)少量或个别光子容易显示出光的粒子性(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[特别提醒](1)光既表现出波动性又表现出粒子性，要从微观的角度建

3、立光的行为图案，认识光的波粒二象性。(2)大量光子易显示波动性，而少量光子易显示出粒子性；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。(3)要明确光的波动性和粒子性在不同现象中的分析方法。[试身手]1．(多选)对光的认识，以下说法中正确的是(　　)A．个别光子的行为易表现为粒子性，大量光子的行为易表现为波动性B．光的波动性是光子本身的一种属性，不是光子之间的相互作用引起的C．光表现出波动性时，就不具有粒子性了，光表现出粒子性时，就不具有波动性了D．光的波粒二象性应理解为：在某种场合下光的波动性表现明显，在另外某种场合下，光的粒子

4、性表现明显解析：选ABD　个别光子的行为易表现为粒子性，大量光子的行为易表现为波动性。光与物质相互作用，表现为粒子性，光的传播表现为波动性，光的波动性与粒子性都是光的本质属性，故A、B、D正确。粒子的波动性及实验验证[探新知·基础练]1．粒子的波动性(1)德布罗意波：每一个运动的粒子都与一个对应的波相联系，这种与实物粒子相联系的波称为德布罗意波，也叫物质波。(2)物质波的波长、频率关系式：波长：λ＝；频率：ν＝。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

5、)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＝和λ＝关系同样正确；②宏观物体的质量比微观粒子的质量大得多，运动时的动量很大，对应的德布罗意波的波长很小，根本无法观察到它的波动性。[辨是非](对的划“√”，错的划“×”)1．一切运动着的物体都具有波动性。(√)2．行星、太阳等运动的物体不具有波动性。(×)[释疑难·对点练](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

6、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)德布罗意波是一种概率波，粒子在空间各处出现的概率受波动规律支配，不能以宏观观念中的波来理解德布罗意波。(3)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。[特别提醒](1)一切运动着的物体都具有波动性，宏观物体观察不到其波动性并不否定其波动性。(2)要注意大量光子、个别光子、宏观物体、微观粒子、概率波等相关概念的区别。[试身手]2．下列说法中正确的是(　　)A．质

7、量大的物体，其德布罗意波长短B．速度大的物体，其德布罗意波长短C．动量大的物体，其德布罗意波长短D．动能大的物体，其德布罗意波长短解析：选C　由λ＝可知，物体的德布罗意波长与其动量成反比，C正确。光的波粒二象性光同时具有波动性和粒子性，只是在不同的条件下，其中一个性质表现比较明显，另一个不明显。光的干涉、衍射、偏振有力地说明了光具有波动性，而光电效应、康普顿效应和光子说表明，光还具有粒子性，即光具有波粒二象性。[典例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．光子与电子是同一种粒子C．光的波长越长，其波动

8、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[思路点拨]　光具有波粒二象性，而电子是一种实物粒子，光的波长越长，