高中物理 第5章 第3、4节 实物粒子的波粒二象性 “基本粒子”与恒星演化学案 鲁科版选修3-5-鲁科版高中选修3-5物理学案VIP免费

实物粒子的波粒二象性“基本粒子”与恒星演化1.德布罗意关系：E＝hν，p＝。2．不确定性关系：ΔxΔp≥，式中Δx为位置的不确定范围，Δp为动量的不确定范围，h为普朗克常量。3．用点的疏密表示电子出现的概率分布，称为电子云。4．自然界存在四种相互作用：引力相互作用、电磁相互作用、强相互作用和弱相互作用。基本粒子包括媒介子、轻子、强子。1．德布罗意波任何一个运动着的物体，都有一种波与它相对应，这种波叫物质波，也称为德布罗意波。2．德布罗意关系E＝hν,p＝德布罗意用普朗克常量把粒子性和波动性联系起来。3．物质波的实验验证1927年戴维孙和革末分别利用晶体做了电子束衍射实验，发现了电子的衍射现象，证实了电子的波动性。4．不确定性关系(1)在微观世界中，粒子的位置和动量存在一定的不确定性，不能同时测量。(2)关系式ΔxΔp≥中，Δx为位置的不确定范围，Δp为动量的不确定范围，h为普朗克常量。5．电子云用点的疏密表示的电子出现的概率分布。某一空间范围内电子出现概率大的地方点密集，电子出现概率小的地方点稀疏。电子云反映了原子核外电子位置的不确定性。6．对粒子的认识过程(1)“基本粒子”：电子、质子和中子。曾认为它们是组成物质的基本粒子，后来又认识到“基本粒子”的复杂内部结构。(2)新粒子：1932年发现了正电子，1937年发现了μ子，1947年发现K介子和π介子及以后发现的超子等。(3)粒子的分类：已发现的粒子分为媒介子、轻子和强子三类。(4)影响“粒子”的相互作用力：引力、电磁力、强相互作用、弱相互作用。7．夸克模型(1)夸克：强子是由夸克构成的。(2)分类：上夸克、下夸克、粲夸克、奇异夸克、顶夸克、底夸克；它们所带的电荷是电子或质子所带电荷的2/3或1/3。8．恒星的演化(1)恒星的形成：大爆炸后，在万有引力作用下形成星云团，进一步凝聚开始发光形成恒星。(2)恒星的归宿：聚变反应层级递进地在恒星内发生，直到各种热核反应不再发生，恒星的中心密度达到极大，在强大的引力下形成白矮星、中子星或黑洞。(3)恒星的演化过程：原恒星→主序星(现在太阳正处于此阶段)→红巨星或超新星→白矮星、中子星或黑洞。1．自主思考——判一判(1)电子不但具有粒子性也具有波动性。(√)(2)物质波的波长由粒子的大小决定。(×)(3)物质波的波长和粒子运动的动量有关。(√)(4)无论宏观世界还是微观世界，粒子的位置都是确定的。(×)(5)我们可以根据电子的运动轨迹判断电子的出现位置。(×)(6)微观世界中不可以同时测量粒子的动量和位置。(√)(7)目前发现的轻子有8种。(×)(8)宇宙将一直会膨胀下去。(×)2．合作探究——议一议(1)运动着的宏观物体具有波动性，为什么我们很难观察到宏观物体的波动性？提示：由p＝得，λ＝，宏观物体的动量比微观粒子的动量大得多，运动着的宏观物体的波长都很短，而波长越长波动性越明显，所以我们很难观察到宏观物体的波动性。(2)在微观物理学中，我们不可能同时准确地知道某个粒子的位置和动量，那么粒子出现的位置是否就是无规律可循的？提示：粒子出现的位置还是有规律可循的，那就是统计规律，比如干涉、衍射的亮斑位置就是粒子出现概率大的位置。(3)星云是怎样形成恒星的？恒星形成时是怎样发光的？恒星在哪个阶段停留时间最长？提示：星云在外界影响下聚集，某些区域在引力作用下开始向内收缩，密度不断增加，星云团中引力势能转化为内能，温度升高。当温度上升到一定程度时，开始发光，形成原恒星。恒星在主序星阶段停留时间最长。对德布罗意波的理解与计算1．德布罗意认为任何一个运动的物体，小的如电子、质子，大的如行星、太阳，平时所见到的行驶的火车、流动的人群等，都有一种波与之对应，称为德布罗意波，也叫物质波。物质波的动量与波长之间的关系为p＝。2．德布罗意波和光波一样，也是概率波，即实物粒子在空间各处出现的概率受波动规律支配。微观粒子的运动状态不可能用“轨迹”来描述，只能通过大量粒子的运动做统计性的描述。因此，电子在原子内没有确定的位置，在原子核外任何地方都有可能出现，只是概率不同。3．根据德布罗意假设，实物粒子也具有波粒二象性，宏观物体的动量比较大，所以，德...