高中物理 第十七章 波粒二象性 第3节 粒子的波动性教师用书 新人教版选修3-5-新人教版高二选修3-5物理学案VIP免费

第3节粒子的波动性1.知道光具有波粒二象性，区分光的波动性和粒子性．2.知道实物粒子和光子一样具有波粒二象性．3．了解德布罗意波和粒子动量的关系．一、光的波粒二象性1．波粒二象性：光既具有波动性，又具有粒子性．2．光子的能量和动量：光子的能量ε和动量p可分别表示为：ε＝hν，p＝.能量ε和动量p是描述物质粒子性的重要物理量；波长λ和频率ν是描述物质波动性的典型物理量．普朗克常量h架起了粒子性与波动性之间的桥梁．1．(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．()提示：(1)√(2)×(3)√二、粒子的波动性及物质波的实验验证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)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．2．(1)一切宏观物体都伴随一种波，即物质波．()(2)湖面上的水波就是物质波．()(3)电子的衍射现象证实了实物粒子具有波动性．()提示：(1)×(2)×(3)√知识点一对光的波粒二象性的理解实验基础表现说明光的干涉和衍射(1)光子在空间各点出现(1)光的波动性是光1波动性的可能性大小可用波动规律来描述(2)足够能量的光(大量光子)在传播时，表现出波的性质(3)波长长的光容易表现出波动性子本身的一种属性，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(3)波长短的光，粒子性显著(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有关光的波粒二象性的下列说法中，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]同一种光在不同条件下，有时表现出波动性，有时表现出粒子性，A错．电子是实物粒子，有静止质量；光子无静止质量，以场的形式存在，B错．光的波长越长(频率越低)，其波动性越显著，反之，粒子性越显著，C对．大量光子的行为往往表现出波动性，D错．[答案]C光既有波动性又有粒子性，二者是统一的．光的波长越长，波动性越强，波长越短，粒子性越强．个别光子易显示粒子性，大量光子易显示波动性．知识点二物质波的理解和波长计算1．对物质波的理解(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)粒子在空间各处出现的几率受统计规律支配，不要以宏观观点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．2．计算物质波波长的方法(1)根据已知条件，写出宏观物体或微观粒子动量的表达式p＝mv.(2)根据波长公式λ＝求解．(3)注意区分光子和微观粒子的能量和动量的不同表达式．如光子的能量：ε＝hν，动量p＝；微观粒子的动能：Ek＝mv2，动量p＝mv.下列关于德布罗意波的认识，正确的解释是()2A．任何一个物体都有一种波和它对应，这就是物质波B．X光的衍射证实了物质波的假设是正确的C．电子的衍射证实了物质波的假设是正确的D．宏观物体运动时，看不到它的衍射或干涉现象，所以宏观物体不具有波动性[解析]运动的...