高中物理 第十七章 波粒二象性 第三节 粒子的波动性学案 新人教版选修3-5-新人教版高中选修3-5物理学案VIP免费

第三节粒子的波动性【素养目标定位】※理解光的波粒二象性※了解粒子的波动性※理解物质波的概念，知道物质波的实验验证【素养思维脉络】课前预习反馈教材梳理·夯基固本·落实新知知识点1光的波粒二象性1．光的本性(1)19世纪初托马斯·杨、菲涅耳、马吕斯等分别观察到了光的__干涉__、__衍射__和偏振现象。(2)19世纪60年代和80年代，麦克斯韦和赫兹先后从理论上和实验上确认了光的__电磁波__本质。(3)光电效应和康普顿效应揭示了光的__粒子性__。(4)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。知识点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波相联系，这种波被称为德布罗意波，也叫__物质__波。2．物质波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)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)实验验证1927年戴维孙和G.P.汤姆孙分别利用晶体做了__电子束衍射__的实验，得到了类似如图的__衍射__图样，从而证实了电子的波动性。他们因此获得了1937年的诺贝尔物理学奖。思考辨析『判一判』(1)光的干涉、洐射、偏振现象说明光具有波动性。(√)(2)光子数量越大，其粒子性越明显。(×)(3)光具有粒子性，但光子又不同于宏观观念的粒子。(√)(4)一切宏观物体都具有波动性，即物质波。(√)(5)湖面上的水波就是物质波。(×)(6)电子的衍射现象证实了实物粒子具有波动性。(√)『选一选』(多选)(2020·黑龙江省哈尔滨六中高二下学期期中)波粒二象性是微观世界的基本特征，下列说法正确的是(AB)A．光电效应和康普顿效应揭示了光的粒子性B．电子束的晶体衍射实验表明实物粒子具有波动性C．动能相等的质子和电子的德布罗意波长相等D．低频电磁波的粒子性显著而高频电磁波的波动性显著解析：光电效应和康普顿效应，能说明光具有粒子性，故A正确；电子束射到晶体上产生的衍射图样说明电子具有波动性，故B正确；动能相等的质子和电子，它们的动量：p＝，质子与电子的质量不同，所以动能相等的电子与质子的动量是不同的，根据德布罗意波波长公式λ＝，可知它们的德布罗意波长不相等，故C错误；电磁波的频率越低，则能量值越小，频率越大，则能量值越大，所以低频电磁波的波动性显著而高频电磁波的粒子性显著，故D错误。『想一想』2018年6月30日，中国运动员苏炳添在2018钻石联赛巴黎站比赛中，以9.91s的成绩再次追平了男子100m亚洲记录。设苏炳添的质量约为75kg，请计算他在100m比赛时的德布罗意波长，并说明其波动性是否明显。答案：8.76×10－37m，波动性很不明显解析：苏炳添100m跑时对应的德布罗意波波长为λ＝＝＝m≈8.76×10－37m可见此波长极短，其波动性很难表现出来。课内互动探究细研深究·破疑解难·萃取精华探究对光的本性的认识┃┃思考讨论1__■曾有一位记者向物理学家诺贝尔奖获得者布拉格请教：光是波还是粒子？布拉格幽默地答道：“星期一、三、五它是一个波，星期二、四、六它是一个粒子，星期天物理学家休息。”那么光的本性到底是什么呢？你是如何理解的？提示：光具有波粒二象性。光既不同于宏观观念的粒子，也不同于宏观观念的波，但光既具有粒子性又具有波动性，粒子性和波动性都是光本身的属性。┃┃归纳总结__■1．光学发展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、衍射能在真空中传播，是横波，光速等于电磁波速光电效应康普顿效应光既有波动现象，又有粒子特征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年代17世纪17世纪19世纪中20世纪初20世纪初2．对光的波粒二象性的理解光的波动性光的粒子性实验基础干涉、衍射光电效应、康普顿效应含义光的波动性是光子本身的一...