2019-2020学年高中物理 第2章 波粒二象性 第5节 德布罗意波课件 粤教版选修3-5

第五节德布罗意波 1 能引起人眼睛视觉效应的最小能量为1 10 18j 已知可见光的平均波长为0 6 m 普朗克常量h 6 63 10 34j s 则下列说法中正确的是 要引起人的视觉 进入人眼的光子数目至少为3个 要引起人的视觉 进入人眼的光子数目至少为30个 人眼相当于一个焦距可变的凸透镜 人形成视觉的部分在视网膜a b c d 答案 a 2 多选 下列说法中 正确的是 a 光的波粒二象性学说就是牛顿的微粒说加上惠更斯的波动说组成的b 光的波粒二象性彻底推翻了麦克斯韦的电磁理论c 光子说并没有否定电磁说 在光子的能量 h 中 表示波的特性 表示粒子的特性d 光波不同于宏观观念中那种连续的波 它是表明大量光子运动规律的一种概率波 答案 cd 解析 光的波动性指大量光子在空间各点出现的可能性的大小 可以用波动规律来描述 不是惠更斯的波动说中宏观意义下的机械波 光的粒子性是指光的能量是一份一份的 每一份是一个光子 不是牛顿微粒说中的经典微粒 光子说与电磁说不矛盾 它们是不同领域的两种不同表述 3 多选 下列说法正确的是 a 光波是一种概率波b 光波是一种电磁波c 单色光从光密介质进入光疏介质时 光子的能量改变d 单色光从光密介质进入光疏介质时 光的波长不变 答案 ab 解析 光的干涉和衍射实验表明 光是一种电磁波 又由光的干涉图样知 光波是一种概率波 a b正确 光子的能量由单色光的频率决定 单色光从光密介质进入光疏介质时 光的频率不变 光子的能量不变 但单色光的波速变化 波长也会改变 c d错误 一 德布罗意波假说1 内容任何一个实物粒子都 与它相对应 2 德布罗意波长和其动量的关系式 式中 为德布罗意波长 p为相应的实物粒子的动量 3 德布罗意预言以4 0 106m s的速度运动的电子 对应的德布罗意波长为1 8 10 10m 让这样的电子射到晶体的网格上反射可能会发生 现象 有一种波 衍射 二 电子衍射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 也应该能发生干涉和衍射现象 2 实现验证 1927年戴维孙和汤姆生分别利用晶体做了 的实验 得到了电子的 3 电子衍射发现的意义 1 证明了 假说的正确性 2 实物粒子也具有 具有 3 也是一种概率波 电子束衍射 衍射图样 德布罗意 波动性 波粒二象性 物质波 三 电子云1 概念用来描述电子在空间各处出现的概率大小的 图 2 意义对微观粒子的量子描述 只能给出微观粒子在空间各点出现的 不能给出微观粒子的 概率分布 概率分布 运行轨道 四 不确定性关系1 不确定性关系 式中 x为位置的不确定范围 p为动量的不确定范围 h为普朗克常量 2 不确定关系的意义不能 精确测定一个微观粒子的位置和动量 微观粒子的运动状态 只能通过概率波作统计性的描述 同时 宏观物体也具有波粒二象性吗 1 物质波的提出 1 1924年 法国巴黎大学的德布罗意 在论文中把光的波粒二象性推广到了实物粒子 用类比的方法 从理论上预言了物质波的存在 对德布罗意物质波的理解 2 物质波的意义德布罗意假说是光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 3 我们感觉不到宏观物体波动性的原因任何物体 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 例1电子经电势差为u的电场加速 在v c的情况下 求此电子的德布罗意波长 题后反思 解此类题时关键要抓住能量守恒定律和德布罗意波波长的计算公式 运用这两个知识点 即可进行解题 同时在解题的过程中还应该深挖题意 1 如果一个中子和一个质量为10g的子弹都以103m s的速度运动 则它们的德布罗意波的波长分别是多长 中子的质量为1 67 10 27kg 答案 4 0 10 10m6 63 10 35m 1 物理意义 1 微观粒子不可能同时具有确定的位置和动量 2 不确定性关系表明 微观粒子的坐标测得愈准确 x 0 动量就愈不准确 p 微观粒子的动量测得愈准确 p 0 坐标就愈不准确 x 不确定性关系的意义和微观本质 但这里要注意 不确定性关系不是说微观粒子的坐标测不准 也不是说微观粒子的动量测不准 更不是说微观粒子的坐标和动量都测不准 而是说微观粒子的坐标和动量不能同时测准 不确定性关系是自然界的一条客观规律 不是测量技术和主观能力的问题而使微观粒子的坐标和动量不能同时测准 不确定性关系提供了一个判据 当不确定性关系施加的限制可