3　粒子的波动性.pptx

1、3粒子的波动性,1.了解光的波粒二象性,并了解其对立统一的关系。 2.知道实物粒子具有波动性,了解物质波的概念。,一,二,三,一、光的波粒二象性 1.光的本性:光能够发生干涉、衍射现象,说明光具有波动性;光电效应和康普顿效应表明光具有粒子性。即光具有波粒二象性。 2.光子的能量和动量。 光子的能量表达式:=h。,一,二,三,二、粒子的波动性 1.德布罗意波:任何一种实物粒子都有一种波与它相对应,这种波被称为德布罗意波,也叫物质波。 2.物质波的波长和频率。,一,二,三,三、物质波的实验验证 1.1927年戴维孙和G.P.汤姆孙分别做了电子束衍射的实验,从而证实了电子的波动性。 2.电子束穿过铝

2、箔发生的衍射现象,说明了电子具有波动性,即电子也具有波粒二象性。 3.人们陆续证实了质子、中子以及原子、分子的波动性,对于 4.宏观物体的质量比微观粒子大得多,运动时的动量很大,对应的德布罗意波的波长很小,根本无法观察到它的波动性。,一,二,三,湖面上的水波是物质波吗? 提示：湖面上的水波是机械波,机械波不是物质波。,一,二,三,一、光本性学说的发展简史,一,二,三,二、对光的波粒二象性的理解,一,二,三,一,二,三,一,二,三,三、对德布罗意波的理解 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

3、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.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,不要以宏观观念中的波来理解德布罗意波。,类型一,类型二,类型三,对光的波粒二象性的理解,【例题1】 下列有关光的波粒二象性的说法正确的是() A.有的光是波,有的光是粒子 B.光子与电子是同样的一种粒子 C.光的波长越长,其波动性越显著;波长越短,其粒子性越显著 D.大量光子的行为往往显示出粒子性,类型一,类型二,类型三,解析：一切光都具有波粒二象性,光的有些行为(如干

4、涉、衍射)表现出波动性,有些行为(如光电效应)表现出粒子性,所以,不能说有的光是波,有的光是粒子。 虽然光子与电子都是微观粒子,都具有波粒二象性,但电子是实物粒子,有静止质量,光子不是实物粒子,没有静止质量,电子是以实物形式存在的物质,光子是以场形式存在的物质,所以,不能说光子与电子是同样一种粒子。 光的波粒二象性的理论和实验表明,大量光子的行为表现出波动性,个别光子的行为表现出粒子性。光的波长越长,衍射性越好,即波动性越显著,光的波长越短,其光子能量越大,个别或少数光子的作用就足以引起光接收装置的反应,所以其粒子性就很显著。故选项C正确,A、B、D错误。 答案：C,类型一,类型二,类型三,题

5、后反思(1)光具有波粒二象性,电子是实物粒子。 (2)光的波长越长,波动性越强,波长越短,粒子性越强。 (3)少量光子易显示出粒子性,大量光子易显示出波动性。,类型一,类型二,类型三,对物质波的理解,【例题2】 (多选)关于物质波,下列认识错误的是() A.任何运动的物体(质点)都伴随一种波,这种波叫物质波 B.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.宏观物体尽管可以看成物质波,但它们不具有干涉、衍射等现象,类型一,类型二,类型三,解析：根据德布罗意物质波理论知,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

6、波就叫物质波,可见,选项A是正确的;由于X射线本身就是一种波,而不是实物粒子,故X射线的衍射现象并不能证实物质波理论的正确性,即选项B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,故选项C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。 答案：BD,类型一,类型二,类型三,题后反思(1)物质波理论上是说任何一个运动的物体(如实物粒子等)都具有波动性,即其行为服从波动规律。 (2)物质波理论告诉我们,任何微观粒子都既具有粒子性又具有波动性,即与光一样,也具有波粒二象性。波粒二象性是光子、电子、质子等微观粒子都具有的基本属性。,类型一,类型二,类型三,物质波的计算,【例题3】 如果一个中子和一个质量为10 g的子弹都以103 m/s的速度运动,则它们的德布罗意波的波长分别是多少?(中子的质量为1.6710-27 kg,h=6.6310-34 Js) 点拨：熟记物质波(或德布罗意波)的波长