3　粒子的波動性 (3)

1、導(dǎo)入新課 前面我們學(xué)習(xí)了有關(guān)光的一些特性和相應(yīng)的事實表現(xiàn)，那么我們究竟怎樣來認識光的本質(zhì)和把握其特性呢？ 問題 光是一種物質(zhì)，它既具有粒子性，又具有波動性。在不同條件下表現(xiàn)出不同特性。本節(jié)將針對光的這兩個特性進一步的展開分析。知識要點第三節(jié) 嶄新的一頁：粒子的波動性第十七章波粒二象性一、光的波粒二象性1、光的特性： 大量事實說明：光是一種波，同時也是一種粒子，光具有波粒二象性。 光的分立性和連續(xù)性是相對的，是不同條件下的表現(xiàn)，光子的行為服從統(tǒng)計規(guī)律。2、光子的能量與動量之間的關(guān)系： =h P=h/ 兩式的物理量和p描述光的粒子性，和描述光的波動性。二、粒子的波動性 法國物理學(xué)家，德布羅意原來學(xué)

2、習(xí)歷史，后來改學(xué)理論物理學(xué)。他善于用歷史的觀點，用對比的方法分析問題。 1929年諾貝爾物理學(xué)獎獲得者，波動力學(xué)的創(chuàng)始人，量子力學(xué)的奠基人之一。普朗克1、粒子波動性的假設(shè) 1923年，德布羅意最早想到了這個問題，并且大膽地設(shè)想，對于光子的波粒二象性會不會也適用于實物粒子。 實物粒子也具有波動性實物粒子：靜止質(zhì)量不為零的那些微觀粒子。 這種與實物粒子相聯(lián)系的波后來稱為徳布羅意波，也叫物質(zhì)波。2、德布羅意關(guān)系式： 一個能量為E、動量為 p 的實物粒子同時具有波動性，動量為 P 的粒子波長：例題 如速度v=5.0102m/s飛行的子彈，質(zhì)量為m=10-2Kg，對應(yīng)的德布羅意波長為： 電子m=9.11

3、0-31Kg，速度v=5.0107m/s, 對應(yīng)的德布羅意波長為：3、物質(zhì)波波長 為德布羅意波長，h為普朗克常量，p為粒子動量。 三、物質(zhì)波的實驗驗證 宏觀物體的波長比微觀粒子的波長小得多，這在生活中很難找到能發(fā)生衍射的障礙物，所以我們并不認為它有波動性作為微觀粒子的電子，其德布羅意波波長為1010m數(shù)量級，找與之相匹配的障礙物也非易事 1、電子衍射實驗 電子束在穿過細晶體粉末或薄金屬片后，也象X射線一樣產(chǎn)生衍射現(xiàn)象。屏 P多晶薄膜高壓柵極陰極 1927年 G.P.湯姆遜（J.J.湯姆遜之子） 也獨立完成了電子衍射實驗。與 C.J.戴維森共獲 1937 年諾貝爾物理學(xué)獎。電子束穿過鋁箔后的衍射

4、圖像 除了電子以外，后來還陸續(xù)證實了質(zhì)子，中子，以及原子的波動性。1、光學(xué)顯微鏡的原理 使用無限遠光學(xué)系統(tǒng)的顯微鏡主要由物鏡、管鏡和目鏡組成。標本經(jīng)物鏡和管鏡放大后，形成放大倒立的實象；實象經(jīng)目鏡再次放大后，形成放大的虛象?？茖W(xué)漫步2、電子顯微鏡的原理 電子顯微鏡是根據(jù)電子光學(xué)原理，用電子束和電子透鏡代替光束和光學(xué)透鏡，使物質(zhì)的細微結(jié)構(gòu)在非常高的放大倍數(shù)下成像的儀器。 光學(xué)顯微鏡掃描式電子顯微鏡1下列現(xiàn)象說明光具有波粒二象性的是（ ） A光的偏振和干涉 B光的衍射和干涉 C光的干涉和光電效應(yīng) D光的衍射和康普頓效應(yīng)2、已知能使某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的極限頻率為 v0 （ ） A.當用頻率為2 v0

5、的單色光照射該金屬時，一定能產(chǎn)生光電子 B.當用頻率為2 v0的單色光照射該金屬時，所產(chǎn)生的光電子的最大初動能為hv C.當照射光的頻率v大于v0時，若v增大，則逸出功增大 D.當照射光的頻率v大于v0時，若增大一倍，則光電子的最大初動能也增大一倍3、下列說法正確的是（ ）A只有大量電子才能表現(xiàn)波動性 B只有像電子、質(zhì)子、中子這樣的微觀粒子才具有波動性C德布羅意認為，任何一個運動著的物體，小到電子、質(zhì)子，大到行星、太陽都有一種波和它對應(yīng)，這種波叫做物質(zhì)波D宏觀物體運動時，看不到它的衍射或干涉現(xiàn)象，所以宏觀物體運動時不具有波動性4在光電效應(yīng)實驗中，如果需要增大光電子到達陽極時的速度，可采用哪種方法？（ ）A增加光照時間B增大入射光的波長C增大入射光的強度D增大入射光頻率金屬鈉產(chǎn)生光電效應(yīng)的極限頻率是6.01014Hz根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒守律，計算用波長0.40m的單色光照射金屬鈉時，產(chǎn)生的光電子的最大初動能是多大？ 課堂小結(jié) 光是一種波，同時也是一種粒子，光具有波粒二象性。光子的能量與動量之間的關(guān)系：=hP=h/ 兩式的物理量和p描述光的粒子性，和 描述光的波動性。 實物粒子也具有波動性一個能量為E、動量為