207人教版 选修35 粒子的波动性 课件 （14张）.pptx

光的本性 有记者曾问英国物理学家 诺贝尔获奖者布拉格教授 光是波还是粒子 布拉格幽默地回答道 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 新课导入 第十七章波粒二象性 1 知道实物粒子和光子一样都具有波粒二象性 2 了解物质波的概念3 知道说明实物粒子具有波动性的实验事实 知道 hv和揭示了光的粒子性和波动性之间的联系 5 会用及进行计算 学习目标 光学发展史 t 年 波动性 粒子性 光学发展史 t 年 波动性 粒子性 1888 赫兹电磁波实验 赫兹发现光电效应 1916 密立根光电效应实验 1922 康普顿效应 牛顿微粒说占主导地位 波动说渐成真理 光既具有粒子性 又具有波动性 光的干涉 光的衍射 光电效应 康普顿效应 v 光子的能量 光子的动量 p与 是描述粒子性的 v是描述波动性的 h则是连接粒子性和波动性的桥梁 一 光的波粒二象性 新课讲授 他认为 整个世纪以来 指19世纪 在光学中比起波动的研究方法来 如果说是过于忽视了粒子的研究方法的话 那么在实物的理论中 是否发生了相反的错误呢 是不是我们把粒子的图象想得太多 而过分忽略了波的图象呢 1 德布罗意的物质波 德布罗意 de broglie 法国物理学家 1929年诺贝尔物理学奖获得者 波动力学的创始人 量子力学的奠基人之一 1923年发表了题为 波和粒子 的论文 提出了物质波的概念 二 粒子的波动性 一个质量为m的实物粒子以速率 运动时 即具有以能量 和动量p所描述的粒子性 同时也具有以频率v和波长l所描述的波动性 后来 大量实验都证实了 质子 中子和原子 分子等实物微观粒子都具有波动性 并都满足德布罗意关系 一切实物粒子都具有波动性 德布罗意关系 实物粒子的波粒二象性的意思是 微观粒子既表现出粒子的特性 又表现出波动的特性 这种和实物粒子相联系的波称为德布罗意波 物质波或概率波 其波长 称为德布罗意波长 由光的波粒二象性的思想推广到微观粒子和任何运动着的物体上去 得出物质波 德布罗意波 的概念 任何一个运动着的物体都有一种波与它相对应 该波的波长 试估算一个中学生在跑百米时的德布罗意波长 解 一个中学生的质量大约为m 50kg 百米跑时的速度约为 7m s 由光子的动量表达式有 由计算结果看出 宏观物体的物质波波长非常小 所以很难表现出其波动性 想一想 1 电子动能 k 100ev 子弹动量p 6 63 106kg m s 1 求它们的德布罗意波长 解 因电子动能较小 速度较小 可用经典物理学求解 1927年c j 戴维森与g p 革末做电子衍射实验 验证电子具有波动性 电子衍射实验1 戴维逊和革末的实验是用电子束垂直投射到镍单晶 电子束被散射 其强度分布可用德布罗意关系和衍射理论给以解释 从而验证了物质波的存在 2 物质波的实验验证 1927年g p 汤姆逊 j j 汤姆逊之子 也独立完成了电子衍射实验 与c j 戴维森共获1937年诺贝尔物理学奖 电子衍射实验2 电子束在穿过细晶体粉末或薄金属片后 也象x射线一样产生衍射现象 此后 人们相继证实了原子 分子 中子等都具有波动性 电子衍射图样 小结 一 德布罗意的物质波 二