2019-2020学年高中物理 第17章 波粒二象性 3 粒子的波动性课件 新人教版选修3-5VIP

3粒子的波动性,细心的同学会发现，街道两侧路灯的开、关时间并不是固定的：天气晴朗时，路灯亮得晚；天气阴沉时，路灯亮得早其实这是光电效应在自动控制中的应用，这其中的核心部件是光电管(其原理是光电效应)图甲所示的是路灯自动控制的模拟电路，a为光电管，b为继电器，c为照明电路，d为路灯请连成正确的电路，达到“日出路灯熄，日落路灯亮”的效果,答案：电路连接如图乙所示电源正极应与光电管的阳极相连，光电管阴极与电源负极相连，这样从光电管阴极逸出的电子被加速，容易到达阳极，在电路中形成电流，进而达到自动控制的目的,一、光的波粒二象性1光的本性：光的干涉、衍射、偏振现象，表明光是一种_，光电效应和康普顿效应表明光同时也是一种_，光具有_光的波动性和粒子性是统一的【答案】波粒子波粒二象性,二、粒子的波动性及德布罗意波(物质波)的验证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_波，也称德布罗意波【答案】物质2物质波的波长、频率关系式：_，_.,3物质波的实验验证：1927年戴维孙和汤姆孙分别用晶体做了_的实验，得到了电子的_，证实了电子的波动性【答案】电子衍射衍射图样,1光本性学说的发展简史,如何理解光的波粒二象性,2.光的波粒二象性内涵(1)光的干涉、衍射和偏振现象说明光具有波动性；光电效应、康普顿效应则说明光具有粒子性光既具有波动性，又具有粒子性，即具有波粒二象性，它们是统一的，光的粒子性并不否定光的波动性，波动性、粒子性都是光的本身属性，只是在不同条件下表现不同,(2)只有从波粒二象性角度，才能统一说明光的各种行为,1.（2019天津名校期末）下列关于光的说法中，正确的是（）a光有时是波，有时是粒子b光电效应表明在一定条件下，光子可以转化为电子c光的干涉现象和光的衍射现象说明光具有粒子性d光电效应现象说明光具有粒子性【答案】d,解析：光既具有波动性又具有粒子性，故具有波粒二象性.故a错误；光电效应现象中能产生光电子，但不是光子转化为电子.故b错误；光的干涉现象和光的衍射现象说明光具有波动性.故c错误；光电效应现象说明光具有粒子性，故d正确.,1两类物质物理学把宇宙中的物质分为两大类：一类是分子、原子、电子、质子及由这些粒子所组成的物体，另一类是场，如电场、磁场等，它们虽不是由微观粒子构成的，却是客观存在的特殊物质2物质波(德布罗意波)(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，如子弹飞行的波长约1034m.,对物质波的认识,(2)德布罗意波是一种概率波，粒子在空间各处出现的概率受波动规律支配，不要以宏观观点中的波理解德布罗意波(3)物质波假说是光的波粒二象性的一种推广，使之包括了所有物质粒子，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特别提醒：在宏观现象中，波与粒子是对立的概念，而在微观世界中，波与粒子可以统一,2(多选)关于物质波，下列认识中错误的是()a任何运动的物体(质点)都伴随一种波，这种波叫物质波b伦琴射线的衍射实验，证实了物质波假设是正确的c电子的衍射实验，证实了物质波假设是正确的d宏观物体尽管可以看做物质波，但它们不具有干涉、衍射等现象【答案】bd,【解析】由德布罗意波理论知，任何一个运动的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波与之相对应，这种波就叫物质波，可见，a选项是正确的；由于伦琴射线本身就是一种波，而不是实物粒子，故伦琴射线的衍射现象，并不能证实物质波理论的正确性，即b选项错误；电子是一种实物粒子，电子的衍射现象表明运动着的实物粒子具有波动性，故c选项是正确的；,由电子穿过铝箔的衍射实验知，少量电子穿过铝箔后所落位置是散乱的、无规律的，但大量电子穿过铝箔后落的位置则呈现出衍射图样，即大量电子的行为表现出电子的波动性，干涉、衍射是波的特有现象，只要是波，都会发生干涉、衍射现象，故选项d错误综合以上分析知，本题应选b、d.,例1有关光的本性，下列说法正确的是()a光既具有波动性，又具有粒子性，这是互相矛盾和对立的b光的波动性类似于机械波，光的粒子性类似于质点c大量光子才具有波动性，个别光子只具有粒子性d由于光既有波动性，又具有粒子性，无法用其中一种去说明光的一切行为，只能认为光具有波粒二象性,对光的波粒二象性的理解,解析：19世纪初，人们成功地在实验中观察到了光的干涉、衍射现象，这属于波的特征，微粒说无法解释但到了19世纪末又发现了光的新现象光电效应，这种现象波动说不能解释，证实光具有粒子性因此，光既具有波动性，又具有粒子性，但不同于宏观的机械波和机械粒子波动性和粒子性是光在不同的情况下的不同表现，是同一客体的两个不同侧面、不同属性，我们无法用其中一种去说明光的一切行为，只能认为光具有波粒二象性选项d正确答案：d,反思领悟：解答此类问题关键要理解光具有波粒二象性及掌握有关光的波动性、粒子性的一些常见现象,1(2018昌吉期末)在验证光的波粒二象性的实验中，下列说法正确的是()a使光子一个一个地通过狭缝，如时间足够长，底片上将会显示衍射图样b单个光子通过狭缝后，底片上会出现完整的衍射图样c光子通过狭缝的运动路线像水波一样d光的波动性是一个光子运动的规律【答案】a,解析：使光子一个一个地通过单缝，如果时间足够长，底片上中央到达的机会最多，其他地方机会较少，会出现衍射图样，故a正确；单个光子通过单缝后，底片上不会出现完整的衍射图样，故b错误；光子通过单缝后，体现的是粒子性，故c错误；单个光子通过单缝后打在底片的情况呈现出随机性，大量光子通过单缝后打在底片上的情况呈现出规律性，所以少量光子体现粒子性，大量光子体现波动性，故d错误,例2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1.671027kg),对物质波的理解与计算,2(2018江苏模拟)质量为m的粒子原来的速度为v，现将粒子的速度增大为2v，则该粒子的物质波的波长将(粒子的质量保持不变)()a保持不变b变为原来波长的4倍c变为原来波长的一半d变为原来波长的2倍【答案】c,科学假说的作用为了解决一定的科学问题，人们常根据已知的科学事实和科学原理，对所研究的问题及其相关的现象作出一种猜测性的陈述或假定性的说明，这种猜测性的陈述或假定性的说明，就是假说科学假说是建立和发展科学理论的桥梁,创新拓展提升,科学理论是对自然界客观规律的正确反映，但受条件限制，人们不能一下子达到对客观规律的真理性认识，而往往要借助于假说这种研究方法，运用已知的科学原理与事实去探索未知的客观规律，不断地积累实验材料，逐步地从现象深入到本质，从个别上升到一般，从感性认识上升到理性认识，建立起正确反映客观规律的科学理论,例3下列物理现象的发现从科学研究的方法来说，属于