【物理】粒子的波动性和量子力学的建立课件-2023-2024学年高二下人教版（2019）选择性必修第三册

§5粒子的波动性和量子力学的建立高二物理（人教版2019）选择性必修第三册第四章原子结构和波粒二象性1.哪些现象证明光光具有波动性？

哪些现象证明光光具有粒子性？光的干涉实验、衍射实验、光的偏振现象光电效应、康普顿效应

知识回顾光的本质:光具有波粒二象性，光具有粒子性同时也具有波动性。⑴大量光子产生的效果显示波动性；个别光子产生的效果显示粒子性。⑵波长长的光波动性明显；波长短的光粒子性明显。⑶光在空间传播时显示波动性；与物质微粒作用时显示粒子性。2.光子能量的计算公式？

光子动量的计算公式？

光子动量：

ε、P

是描述粒子性的

ν、λ

是描述波动性的

h粒子性与波动性联系起来1924年法国的德布罗意把波粒二象性推广到实物粒子,认为实物粒子也具有波动性。

1、德布罗意波：每一个运动的粒子都与对应的波长相联系，这种与实物粒子相联系的波，我们管这种波叫德布罗意波，也叫物质波.

2、物质波的波长：

3、物质波的频率：波动性粒子性普朗克常量h

架起了粒子性与波动性之间的桥梁。

4、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。一切实物粒子都有波动性。一、粒子的波动性德布罗意曾预言：电子通过一个小孔或晶体时会形成衍射条纹。1、计算质量为

10-2Kg，速度为5.0102m/s飞行的子弹对应的德布罗意波长。2、计算质量m为

9.1

10-31Kg，速度为

5.0107m/s的电子对应的德布罗意波长。太小测不到！X射线波段宏观物体的波动性很小不必考虑，只考虑其粒子性。思考：为什么感受不到宏观物体的波动性呢？求解物质波波长的方法：

（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）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。对德布罗意波的理解例1(多选)根据物质波理论,以下说法中正确的是(

)A.微观粒子有波动性,宏观物体没有波动性B.宏观物体和微观粒子都具有波动性C.宏观物体的波动性不易被人观察到是因为它的波长太长D.速度相同的质子和电子相比,电子的波动性更为明显BD戴维孙G.P.汤姆孙实验验证：1927年，

戴维孙和汤姆孙分别利用晶体做了电子束衍射实验，获得了衍射图样，证实了电子的波动性。他们因此获得了1937年的诺贝尔物理学奖.实验思路：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.二.物质波的实验验证

三、量子力学的建立【思考】下面是我们在本章学习的一些

理论，它们有什么共同点？1、经典物理学无法解释相关现象；2、这些理论中，普朗克常量都扮演了关键性的角色。这表明，微观世界的物理规律和宏观世界的物理定律可能存在巨大的差别。人们需要建立描述微观世界的物理理论。

1925年，德国物理家海森堡和玻恩等人建立了矩阵力学。1926年，奥地利物理学家薛定谔提出了物质波满足的方程——薛定谔方程。随后数年，在以玻恩、海森堡、薛定谔以及英国的狄拉克和奥地利的泡利为代表的众多物理学家的共同努力下，描述微观世界行为的理论被逐步完善并最终完整地建立起来，它被称为量子力学。

海森堡玻恩薛定谔狄拉克泡利三、量子力学的建立玻尔海森伯德布罗意爱因斯坦洛仑兹居里夫人普朗克康普顿泡利薛定谔维夏菲尔特福勒布里渊波恩威尔逊理查德森古耶朗之万狄拉克顿德尔赫尔岑克莱默斯布拉格朗梅尔德拜库德森皮卡德亨利奥特艾伦费斯特量子力学的创立和索尔维会议四、量子力学的应用中国第四代核反应堆核磁共振铯原子钟集成电路1931

电子显微镜1938

核磁共振1942

核反应堆1948

晶体管1949

原子钟1960激光1962

发光二极管20世纪90年代基于巨磁阻效应的高性能信息存储技术量子力学推动的若干重要技术的诞生年份例2

(多选)关于物质波,下列认识中错误的是(

)A.每一个运动的物体都与一个对应的波相联系B.X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.与宏观物体相联系的物质波不具有干涉、衍射等现象BD例3

[2022·天津南开中学月考]关于经典力学、相对论和量子力学,下面说法中正确的是(

)A.量子力学和相对论的出现彻底否认了经