高二物理选修3-5第十七章波粒二象性 第四节 概率波 学案教师版

1、.第十七章 波粒二象性第四节 概率波 学案班别 姓名 学号 一、自主预习一经典的粒子和经典的波1经典粒子：1含义：粒子有一定的_，具有一定的_，有的还带有_。2运动的根本特征：遵从_，任意时刻有确定的位置和_，在时空中有确定的_。2经典的波：1含义：在空间是_的。2特征：具有_和_，即具有时空的_。二概率波1光波是一种概率波：光的波动性不是光子之间的_的结果，光子本身的波动性是它_的性质。光子在空间出现的概率可以通过_的规律来确定，所以，从光子的概念上看，光波是一种_。2物质波也是概率波：对于电子和其他微观粒子，单个粒子的位置是_的，但是在某点附近出现的_可以由波动的规律确定。对于大量粒子，这

2、种概率分布导致确定的宏观结果，所以物质波也是_。空间大小 质量 电荷 牛顿运动定律 速度 轨道 弥散开来 频率 波长 周期性互相作用 固有 波动 概率波 不确定 概率的大小 概率波二、课堂打破对概率波的进一步理解1单个粒子运动的偶尔性：我们可以知道粒子落在某点的概率，但不能确定落在什么位置，即粒子到达什么位置是随机的，是预先不确定的。2大量粒子运动的必然性：由波动规律，我们可以准确地知道大量粒子运动的统计规律，因此我们可以对宏观现象进展预言。3概率波表达了波粒二象性的和谐统一：概率波的主体是光子和实物粒子，表达了粒子性的一面；同时粒子在某一位置出现的概率受波动规律的支配，表达了波动性的一面。所

3、以说，概率波将波动性和粒子性统一在一起。4物质波也是概率波对于电子、实物粒子等其他微观粒子，同样具有波粒二象性，所以与它们相联络的物质波也是概率波。也就是说，单个粒子位置是不确定的，具有偶尔性；大量粒子运动具有必然性，遵循统计规律。概率波将波动性和粒子性统一在一起。【例题】多项选择在单缝衍射实验中，中央亮纹的光的强度占从单缝射入的整个光的强度的95%以上。假设现在只让一个光子通过单缝，那么该光子 A一定落在中央亮纹处B一定落在亮纹处C可能落在暗纹处D落在中央亮纹处的可能性最大参考答案：CD试题解析：根据光是概率波的理论，一个光子通过单缝落在何处，是不确定的，但落在中央明条纹区域的概率最大，也有

4、可能落在其他亮条纹和暗条纹处，但落在暗条纹处的概率极小。三、稳固训练1多项选择用极微弱的可见光做双缝干预实验，随着时间的增加，在屏上先后出现如图a、b、c所示的图象，那么 A图象a说明光具有粒子性B图象c说明光具有波动性C用紫外光观察不到类似的图象D实验说明光是一种概率波2多项选择关于光的波动性与粒子性，以下说法正确的选项是 A爱因斯坦的光子说否认了光的电磁说B光电效应现象说明了光的粒子性C光波不同于机械波，它是一种概率波D光的波动性和粒子性是互相矛盾的，无法统一3物理学家做了一个有趣的实验：在双缝干预实验中，在光屏处放上照相底片，假设减弱光波的强度，使光子只能一个一个地通过狭缝，实验结果说明

5、，假如曝光时间不太长，底片上只出现一些不规那么的点；假如曝光时间足够长，底片上就出现了规那么的干预条纹。对这个实验结果，以下认识正确的选项是 A曝光时间不太长时，底片上只能出现一些不规那么的点子，表现出光的波动性B单个光子通过双缝后的落点可以预测C只有大量光子的行为才能表现出光的粒子性D干预条纹中亮堂的部分是光子到达时机较多的地方4多项选择关于宏观物体和微观粒子的特性，以下说法正确的选项是 A经典物理学中的粒子任意时刻有确定位置和速度以及时空中确实定轨道B在光的双缝干预实验中，假如光通过双缝时显出波动性，那么光只通过一个缝时就显出粒子性C光学中某些现象说明光具有波动性，而某些现象又说明光具有粒

6、子性，说明光有时是波，有时是粒子D经典物理的粒子模型和波动模型在微观世界变成了波粒二象性模型5多项选择在验证光的波粒二象性的实验中，以下说法正确的选项是 A使光子一个一个地通过狭缝，假如时间足够长，底片上将会显示衍射图样B单个光子通过狭缝后，底片上会出现完好的衍射图样C光子通过狭缝的运动道路是直线D光的波动性是大量光子运动的规律6多项选择以下说法中正确的选项是 A光的波粒二象性，就是由牛顿的微粒说和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光的电磁说C光子说并没有否认光的电磁说，在光子能量=h中，频率表示波的特征，表示粒子的特征D光波和物质波都是概率波7如图，一个粒子源产生某种粒

7、子，在其正前方安装只有两条狭缝的挡板，粒子穿过狭缝打在前方的荧光屏上使荧光屏发光。那么在荧光屏上将看到 A只有两条亮纹B有多条明暗相间的条纹C没有条纹D只有一条亮纹8多项选择以下各种波是概率波的是 A声波 B无线电波C光波 D物质波9多项选择以下说法中正确的选项是 A光的波粒二象性学说，就是牛顿的微粒说和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光的电磁说C光子说并没有否认光的电磁说，在光子能量=h中，频率表示波的特征，表示粒子的特征D光波不同于宏观概念中那种连续的波，它是说明大量光子运动规律的一种概率波10多项选择以下对物理模型和物理现象的关系理解正确的选项是 A物理模型应与日

8、常经历相吻合，并能解释物理现象B物理模型可以与日常经历相悖，但应与实验结果一致C物理模型不能非常古怪，让人难以理解D只要物理模型与实验结果一致，它在一定范围内就能正确代表研究的对象11在做双缝干预实验时，发现100个光子中有96个通过双缝后打到了观察屏上的b处，那么b处可能是 A亮纹 B暗纹C既有可能是亮纹也有可能是暗纹 D以上各种情况均有可能12多项选择在单缝实验中，中央亮纹的光侵占从单缝射入的整个光强的95%以上，假设如今只让一个光子通过单缝，那么该光子 A一定落在中央亮纹上 B一定落在亮纹处C可能落在暗纹处 D落在中央亮纹处的可能性最大参考答案1ABD【解析】图象a曝光时间短，通过的光子

9、数很少，呈现粒子性，A正确。图象c曝光时间长，通过了大量光子，呈现波动性，B正确。该实验说明光是一种概率波，D正确。紫外线本质和可见光本质一样，也可以发生上述现象，C错误。2BC【解析】爱因斯坦的光子说并没有否认电磁说，只是在一定条件下光是表达粒子性的，选项A错误；光电效应说明光具有粒子性，说明光的能量是一份一份的，选项B正确；光波在少量的情况下表达粒子性，大量的情况下表达波动性，所以选项C正确；光的波动性和粒子性不是孤立的，而是有机的统一体，选项D错误。3D【解析】曝光时间不太长时，底片上只能出现一些不规那么的点子，表现出光的粒子性，选项A错误；单个光子通过双缝后的落点不可以预测，在某一位置

10、出现的概率受波动规律支配，选项B错误；大量光子的行为才能表现出光的波动性，干预条纹中亮堂的部分是光子到达时机较多的地方，应选项C错误，D正确。4AD【解析】任意时刻确实定位置和速度以及时空中确实定轨道，这是经典物理学中粒子运动的根本特征，所以选项A正确；但经典的粒子模型和波动模型在微观世界变成了波粒二象性模型，选项D正确；光具有波粒二象性，某些现象说明光具有波动性，而某些现象又说明光具有粒子性，一般说大量光子容易表现出波动性，个别光子容易表现出粒子性，但不能说光有时是波，有时是粒子，选项B、C错误。5AD【解析】个别或少数光子表现出光的粒子性，大量光子表现出光的波动性。假如时间足够长，通过狭缝

11、的光子数也就足够多，粒子的分布遵从波动规律，底片上将会显示出衍射图样，选项A、D正确。单个光子通过狭缝后，途径是随机的，底片上也不会出现完好的衍射图样，选项B、C错误。6CD【解析】牛顿的微粒说认为光是由物质微粒组成的，惠更斯的波动说认为光是机械波，都是从宏观现象中形成的观念，故A错误；光子说并没有否认光的电磁说，光子能量公式=h，表达了其粒子性和波动性，B错误，C正确；光波和物质波都是概率波，D正确。7B【解析】由于粒子源产生的粒子是微观粒子，它的运动受波动性支配，对大量粒子运动到达屏上某点的概率，可以用波的特征进展描绘，即产生双缝干预，在屏上将看到干预条纹，所以选项B正确。8CD【解析】声波是机械波，A错。电磁波是一种能量波，B错。由概率波的概念和光波、物质波的特点分析可以得知，光波和物质波均为概率波，故C、D正确。9CD【解析】牛顿的微粒说认为光是由物质微粒组成的，惠更斯的波动说认为光是机械波，都是从宏观现象中形成的观念，都不正确。10BD【解析】建立物理模型的目的就是能解释物理现象，与实验