高二物理選修3-5第十七章波粒二象性 第四節(jié) 概率波 學(xué)案教師版

1、.第十七章 波粒二象性第四節(jié) 概率波 學(xué)案班別 姓名 學(xué)號(hào) 一、自主預(yù)習(xí)一經(jīng)典的粒子和經(jīng)典的波1經(jīng)典粒子：1含義：粒子有一定的_，具有一定的_，有的還帶有_。2運(yùn)動(dòng)的根本特征：遵從_，任意時(shí)刻有確定的位置和_，在時(shí)空中有確定的_。2經(jīng)典的波：1含義：在空間是_的。2特征：具有_和_，即具有時(shí)空的_。二概率波1光波是一種概率波：光的波動(dòng)性不是光子之間的_的結(jié)果，光子本身的波動(dòng)性是它_的性質(zhì)。光子在空間出現(xiàn)的概率可以通過(guò)_的規(guī)律來(lái)確定，所以，從光子的概念上看，光波是一種_。2物質(zhì)波也是概率波：對(duì)于電子和其他微觀粒子，單個(gè)粒子的位置是_的，但是在某點(diǎn)附近出現(xiàn)的_可以由波動(dòng)的規(guī)律確定。對(duì)于大量粒子，這

2、種概率分布導(dǎo)致確定的宏觀結(jié)果，所以物質(zhì)波也是_?？臻g大小 質(zhì)量 電荷 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 速度 軌道 彌散開(kāi)來(lái) 頻率 波長(zhǎng) 周期性互相作用 固有 波動(dòng) 概率波 不確定 概率的大小 概率波二、課堂打破對(duì)概率波的進(jìn)一步理解1單個(gè)粒子運(yùn)動(dòng)的偶爾性：我們可以知道粒子落在某點(diǎn)的概率，但不能確定落在什么位置，即粒子到達(dá)什么位置是隨機(jī)的，是預(yù)先不確定的。2大量粒子運(yùn)動(dòng)的必然性：由波動(dòng)規(guī)律，我們可以準(zhǔn)確地知道大量粒子運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，因此我們可以對(duì)宏觀現(xiàn)象進(jìn)展預(yù)言。3概率波表達(dá)了波粒二象性的和諧統(tǒng)一：概率波的主體是光子和實(shí)物粒子，表達(dá)了粒子性的一面；同時(shí)粒子在某一位置出現(xiàn)的概率受波動(dòng)規(guī)律的支配，表達(dá)了波動(dòng)性的一面。所

3、以說(shuō)，概率波將波動(dòng)性和粒子性統(tǒng)一在一起。4物質(zhì)波也是概率波對(duì)于電子、實(shí)物粒子等其他微觀粒子，同樣具有波粒二象性，所以與它們相聯(lián)絡(luò)的物質(zhì)波也是概率波。也就是說(shuō)，單個(gè)粒子位置是不確定的，具有偶爾性；大量粒子運(yùn)動(dòng)具有必然性，遵循統(tǒng)計(jì)規(guī)律。概率波將波動(dòng)性和粒子性統(tǒng)一在一起?！纠}】多項(xiàng)選擇在單縫衍射實(shí)驗(yàn)中，中央亮紋的光的強(qiáng)度占從單縫射入的整個(gè)光的強(qiáng)度的95%以上。假設(shè)現(xiàn)在只讓一個(gè)光子通過(guò)單縫，那么該光子 A一定落在中央亮紋處B一定落在亮紋處C可能落在暗紋處D落在中央亮紋處的可能性最大參考答案：CD試題解析：根據(jù)光是概率波的理論，一個(gè)光子通過(guò)單縫落在何處，是不確定的，但落在中央明條紋區(qū)域的概率最大，也有

4、可能落在其他亮條紋和暗條紋處，但落在暗條紋處的概率極小。三、穩(wěn)固訓(xùn)練1多項(xiàng)選擇用極微弱的可見(jiàn)光做雙縫干預(yù)實(shí)驗(yàn)，隨著時(shí)間的增加，在屏上先后出現(xiàn)如圖a、b、c所示的圖象，那么 A圖象a說(shuō)明光具有粒子性B圖象c說(shuō)明光具有波動(dòng)性C用紫外光觀察不到類似的圖象D實(shí)驗(yàn)說(shuō)明光是一種概率波2多項(xiàng)選擇關(guān)于光的波動(dòng)性與粒子性，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是 A愛(ài)因斯坦的光子說(shuō)否認(rèn)了光的電磁說(shuō)B光電效應(yīng)現(xiàn)象說(shuō)明了光的粒子性C光波不同于機(jī)械波，它是一種概率波D光的波動(dòng)性和粒子性是互相矛盾的，無(wú)法統(tǒng)一3物理學(xué)家做了一個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn)：在雙縫干預(yù)實(shí)驗(yàn)中，在光屏處放上照相底片，假設(shè)減弱光波的強(qiáng)度，使光子只能一個(gè)一個(gè)地通過(guò)狹縫，實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明

5、，假如曝光時(shí)間不太長(zhǎng)，底片上只出現(xiàn)一些不規(guī)那么的點(diǎn)；假如曝光時(shí)間足夠長(zhǎng)，底片上就出現(xiàn)了規(guī)那么的干預(yù)條紋。對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，以下認(rèn)識(shí)正確的選項(xiàng)是 A曝光時(shí)間不太長(zhǎng)時(shí)，底片上只能出現(xiàn)一些不規(guī)那么的點(diǎn)子，表現(xiàn)出光的波動(dòng)性B單個(gè)光子通過(guò)雙縫后的落點(diǎn)可以預(yù)測(cè)C只有大量光子的行為才能表現(xiàn)出光的粒子性D干預(yù)條紋中亮堂的部分是光子到達(dá)時(shí)機(jī)較多的地方4多項(xiàng)選擇關(guān)于宏觀物體和微觀粒子的特性，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是 A經(jīng)典物理學(xué)中的粒子任意時(shí)刻有確定位置和速度以及時(shí)空中確實(shí)定軌道B在光的雙縫干預(yù)實(shí)驗(yàn)中，假如光通過(guò)雙縫時(shí)顯出波動(dòng)性，那么光只通過(guò)一個(gè)縫時(shí)就顯出粒子性C光學(xué)中某些現(xiàn)象說(shuō)明光具有波動(dòng)性，而某些現(xiàn)象又說(shuō)明光具有粒

6、子性，說(shuō)明光有時(shí)是波，有時(shí)是粒子D經(jīng)典物理的粒子模型和波動(dòng)模型在微觀世界變成了波粒二象性模型5多項(xiàng)選擇在驗(yàn)證光的波粒二象性的實(shí)驗(yàn)中，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是 A使光子一個(gè)一個(gè)地通過(guò)狹縫，假如時(shí)間足夠長(zhǎng)，底片上將會(huì)顯示衍射圖樣B單個(gè)光子通過(guò)狹縫后，底片上會(huì)出現(xiàn)完好的衍射圖樣C光子通過(guò)狹縫的運(yùn)動(dòng)道路是直線D光的波動(dòng)性是大量光子運(yùn)動(dòng)的規(guī)律6多項(xiàng)選擇以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是 A光的波粒二象性，就是由牛頓的微粒說(shuō)和惠更斯的波動(dòng)說(shuō)組成的B光的波粒二象性徹底推翻了麥克斯韋的光的電磁說(shuō)C光子說(shuō)并沒(méi)有否認(rèn)光的電磁說(shuō)，在光子能量=h中，頻率表示波的特征，表示粒子的特征D光波和物質(zhì)波都是概率波7如圖，一個(gè)粒子源產(chǎn)生某種粒

7、子，在其正前方安裝只有兩條狹縫的擋板，粒子穿過(guò)狹縫打在前方的熒光屏上使熒光屏發(fā)光。那么在熒光屏上將看到 A只有兩條亮紋B有多條明暗相間的條紋C沒(méi)有條紋D只有一條亮紋8多項(xiàng)選擇以下各種波是概率波的是 A聲波 B無(wú)線電波C光波 D物質(zhì)波9多項(xiàng)選擇以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是 A光的波粒二象性學(xué)說(shuō)，就是牛頓的微粒說(shuō)和惠更斯的波動(dòng)說(shuō)組成的B光的波粒二象性徹底推翻了麥克斯韋的光的電磁說(shuō)C光子說(shuō)并沒(méi)有否認(rèn)光的電磁說(shuō)，在光子能量=h中，頻率表示波的特征，表示粒子的特征D光波不同于宏觀概念中那種連續(xù)的波，它是說(shuō)明大量光子運(yùn)動(dòng)規(guī)律的一種概率波10多項(xiàng)選擇以下對(duì)物理模型和物理現(xiàn)象的關(guān)系理解正確的選項(xiàng)是 A物理模型應(yīng)與日

8、常經(jīng)歷相吻合，并能解釋物理現(xiàn)象B物理模型可以與日常經(jīng)歷相悖，但應(yīng)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致C物理模型不能非常古怪，讓人難以理解D只要物理模型與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致，它在一定范圍內(nèi)就能正確代表研究的對(duì)象11在做雙縫干預(yù)實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)100個(gè)光子中有96個(gè)通過(guò)雙縫后打到了觀察屏上的b處，那么b處可能是 A亮紋 B暗紋C既有可能是亮紋也有可能是暗紋 D以上各種情況均有可能12多項(xiàng)選擇在單縫實(shí)驗(yàn)中，中央亮紋的光侵占從單縫射入的整個(gè)光強(qiáng)的95%以上，假設(shè)如今只讓一個(gè)光子通過(guò)單縫，那么該光子 A一定落在中央亮紋上 B一定落在亮紋處C可能落在暗紋處 D落在中央亮紋處的可能性最大參考答案1ABD【解析】圖象a曝光時(shí)間短，通過(guò)的光子

9、數(shù)很少，呈現(xiàn)粒子性，A正確。圖象c曝光時(shí)間長(zhǎng)，通過(guò)了大量光子，呈現(xiàn)波動(dòng)性，B正確。該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明光是一種概率波，D正確。紫外線本質(zhì)和可見(jiàn)光本質(zhì)一樣，也可以發(fā)生上述現(xiàn)象，C錯(cuò)誤。2BC【解析】愛(ài)因斯坦的光子說(shuō)并沒(méi)有否認(rèn)電磁說(shuō)，只是在一定條件下光是表達(dá)粒子性的，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；光電效應(yīng)說(shuō)明光具有粒子性，說(shuō)明光的能量是一份一份的，選項(xiàng)B正確；光波在少量的情況下表達(dá)粒子性，大量的情況下表達(dá)波動(dòng)性，所以選項(xiàng)C正確；光的波動(dòng)性和粒子性不是孤立的，而是有機(jī)的統(tǒng)一體，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。3D【解析】曝光時(shí)間不太長(zhǎng)時(shí)，底片上只能出現(xiàn)一些不規(guī)那么的點(diǎn)子，表現(xiàn)出光的粒子性，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；單個(gè)光子通過(guò)雙縫后的落點(diǎn)不可以預(yù)測(cè)，在某一位置

10、出現(xiàn)的概率受波動(dòng)規(guī)律支配，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；大量光子的行為才能表現(xiàn)出光的波動(dòng)性，干預(yù)條紋中亮堂的部分是光子到達(dá)時(shí)機(jī)較多的地方，應(yīng)選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。4AD【解析】任意時(shí)刻確實(shí)定位置和速度以及時(shí)空中確實(shí)定軌道，這是經(jīng)典物理學(xué)中粒子運(yùn)動(dòng)的根本特征，所以選項(xiàng)A正確；但經(jīng)典的粒子模型和波動(dòng)模型在微觀世界變成了波粒二象性模型，選項(xiàng)D正確；光具有波粒二象性，某些現(xiàn)象說(shuō)明光具有波動(dòng)性，而某些現(xiàn)象又說(shuō)明光具有粒子性，一般說(shuō)大量光子容易表現(xiàn)出波動(dòng)性，個(gè)別光子容易表現(xiàn)出粒子性，但不能說(shuō)光有時(shí)是波，有時(shí)是粒子，選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤。5AD【解析】個(gè)別或少數(shù)光子表現(xiàn)出光的粒子性，大量光子表現(xiàn)出光的波動(dòng)性。假如時(shí)間足夠長(zhǎng)，通過(guò)狹縫

11、的光子數(shù)也就足夠多，粒子的分布遵從波動(dòng)規(guī)律，底片上將會(huì)顯示出衍射圖樣，選項(xiàng)A、D正確。單個(gè)光子通過(guò)狹縫后，途徑是隨機(jī)的，底片上也不會(huì)出現(xiàn)完好的衍射圖樣，選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤。6CD【解析】牛頓的微粒說(shuō)認(rèn)為光是由物質(zhì)微粒組成的，惠更斯的波動(dòng)說(shuō)認(rèn)為光是機(jī)械波，都是從宏觀現(xiàn)象中形成的觀念，故A錯(cuò)誤；光子說(shuō)并沒(méi)有否認(rèn)光的電磁說(shuō)，光子能量公式=h，表達(dá)了其粒子性和波動(dòng)性，B錯(cuò)誤，C正確；光波和物質(zhì)波都是概率波，D正確。7B【解析】由于粒子源產(chǎn)生的粒子是微觀粒子，它的運(yùn)動(dòng)受波動(dòng)性支配，對(duì)大量粒子運(yùn)動(dòng)到達(dá)屏上某點(diǎn)的概率，可以用波的特征進(jìn)展描繪，即產(chǎn)生雙縫干預(yù)，在屏上將看到干預(yù)條紋，所以選項(xiàng)B正確。8CD【解析】聲波是機(jī)械波，A錯(cuò)。電磁波是一種能量波，B錯(cuò)。由概率波的概念和光波、物質(zhì)波的特點(diǎn)分析可以得知，光波和物質(zhì)波均為概率波，故C、D正確。9CD【解析】牛頓的微粒說(shuō)認(rèn)為光是由物質(zhì)微粒組成的，惠更斯的波動(dòng)說(shuō)認(rèn)為光是機(jī)械波，都是從宏觀現(xiàn)象中形成的觀念，都不正確。10BD【解析】建立物理模型的目的就是能解釋物理現(xiàn)象，與實(shí)驗(yàn)