人教版51粒子的波動(dòng)性34張

第十七章

3粒子的波動(dòng)性學(xué)習(xí)目標(biāo)

1.知道光的本性的認(rèn)識(shí)史.了解光的波粒二象性及其對(duì)立統(tǒng)一關(guān)系.2.了解粒子的波動(dòng)性，知道物質(zhì)波的概念.3.了解什么是德布羅意波，會(huì)解釋有關(guān)現(xiàn)象.內(nèi)容索引知識(shí)探究

題型探究達(dá)標(biāo)檢測(cè)知識(shí)探究一、光的波粒二象性導(dǎo)學(xué)探究人類(lèi)對(duì)光的本性的認(rèn)識(shí)的過(guò)程中先后進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)，比如：光的單縫衍射實(shí)驗(yàn)(圖A)光的雙孔干涉實(shí)驗(yàn)(圖B)光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)(圖C)光的薄膜干涉實(shí)驗(yàn)(圖D)康普頓效應(yīng)實(shí)驗(yàn)等等.(1)在以上實(shí)驗(yàn)中哪些體現(xiàn)了光的波動(dòng)性？哪些體現(xiàn)了光的粒子性？答案答案單縫衍射、雙孔干涉、薄膜干涉體現(xiàn)了光的波動(dòng)性.光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)體現(xiàn)了光的粒子性.(2)光的波動(dòng)性和光的粒子性是否矛盾？答案不矛盾.大量光子在傳播過(guò)程中顯示出波動(dòng)性，比如干涉和衍射.當(dāng)光與物質(zhì)發(fā)生作用時(shí)，顯示出粒子性，如光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng).光具有波粒二象性.知識(shí)梳理(一)人類(lèi)對(duì)光的本性的研究學(xué)說(shuō)名稱微粒說(shuō)波動(dòng)說(shuō)電磁說(shuō)光子說(shuō)波粒二象性代表人物牛頓惠更斯麥克斯韋愛(ài)因斯坦

實(shí)驗(yàn)依據(jù)光的直線傳播、光的反射光的干涉、衍射能在真空中傳播，是橫波，光速等于電磁波的速度光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)光既有波動(dòng)現(xiàn)象，又有粒子特征內(nèi)容要點(diǎn)光是一群彈性粒子光是一種機(jī)械波光是一種電磁波光是由一份一份光子組成的光是具有電磁本性的物質(zhì)，既有波動(dòng)性，又有粒子性(二)光的波粒二象性1.波動(dòng)性衍射粒子性光電效應(yīng)波動(dòng)性粒子性波粒二象性

hν粒子波動(dòng)即學(xué)即用判斷下列說(shuō)法的正誤.(1)光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象說(shuō)明光具有波動(dòng)性.(

)(2)光子數(shù)量越大，其粒子性越明顯.(

)(3)光具有粒子性，但光子又不同于宏觀觀念的粒子.(

)(4)光在傳播過(guò)程中，有的光是波，有的光是粒子.(

)√×√×二、物質(zhì)波導(dǎo)學(xué)探究德布羅意認(rèn)為任何運(yùn)動(dòng)著的物體均具有波動(dòng)性，可是我們觀察運(yùn)動(dòng)著的汽車(chē)，并未感覺(jué)到它的波動(dòng)性，你如何理解該問(wèn)題？答案波粒二象性是微觀粒子的特殊規(guī)律，一切微觀粒子都存在波動(dòng)性，宏觀物體(汽車(chē))也存在波動(dòng)性，只是因?yàn)楹暧^物體質(zhì)量大，動(dòng)量大，波長(zhǎng)短，難以觀測(cè).答案知識(shí)梳理對(duì)物質(zhì)波的認(rèn)識(shí)1.粒子的波動(dòng)性(1)德布羅意波：任何

著的物體，小到電子、質(zhì)子，大到行星、太陽(yáng)，都有一種波與它相對(duì)應(yīng)，這種波叫

，又叫德布羅意波.(2)物質(zhì)波波長(zhǎng)、頻率的計(jì)算公式為λ＝

，ν＝

.(3)我們之所以看不到宏觀物體的波動(dòng)性，是因?yàn)楹暧^物體的動(dòng)量太

，德布羅意波長(zhǎng)太

的緣故.運(yùn)動(dòng)物質(zhì)波大小

干涉干涉波動(dòng)性波動(dòng)性即學(xué)即用判斷下列說(shuō)法的正誤.(1)一切宏觀物體都伴隨一種波，即物質(zhì)波.(

)(2)湖面上的水波就是物質(zhì)波.(

)(3)電子的衍射現(xiàn)象證實(shí)了實(shí)物粒子具有波動(dòng)性.(

)×答案×√題型探究一、光的波粒二象性的理解1.大量光子產(chǎn)生的效果顯示出波動(dòng)性；個(gè)別光子產(chǎn)生的效果顯示出粒子性.2.光子和電子、質(zhì)子等實(shí)物粒子一樣，具有能量和動(dòng)量.和其他物質(zhì)相互作用時(shí)，粒子性起主導(dǎo)作用；在光的傳播過(guò)程中，光子在空間各點(diǎn)出現(xiàn)的可能性的大小(概率)，由波動(dòng)性起主導(dǎo)作用，因此稱光波為概率波.3.頻率低、波長(zhǎng)長(zhǎng)的光，波動(dòng)性特征顯著，而頻率高、波長(zhǎng)短的光，粒子性特征顯著.4.光子的能量與其對(duì)應(yīng)的頻率成正比，而頻率是描述波動(dòng)性特征的物理量，因此ε＝hν揭示了光的粒子性和波動(dòng)性之間的密切聯(lián)系.例1

(多選)對(duì)光的認(rèn)識(shí)，以下說(shuō)法中正確的是A.個(gè)別光子的行為表現(xiàn)出粒子性，大量光子的行為表現(xiàn)出波動(dòng)性B.高頻光是粒子，低頻光是波C.光表現(xiàn)出波動(dòng)性時(shí)，就不具有粒子性了；光表現(xiàn)出粒子性時(shí)，就不再

具有波動(dòng)性了D.光的波粒二象性應(yīng)理解為：在某種場(chǎng)合下光的波動(dòng)性表現(xiàn)得明顯，在

另外某種場(chǎng)合下，光的粒子性表現(xiàn)得明顯解析√√答案解析個(gè)別光子的行為表現(xiàn)為粒子性，大量光子的行為表現(xiàn)為波動(dòng)性；光與物質(zhì)相互作用，表現(xiàn)為粒子性，光的傳播表現(xiàn)為波動(dòng)性，光的波動(dòng)性與粒子性都是光的本質(zhì)屬性，頻率高的光粒子性強(qiáng)，頻率低的光波動(dòng)性強(qiáng)，光的粒子性表現(xiàn)明顯時(shí)仍具有波動(dòng)性，因?yàn)榇罅苛Ｗ拥膫€(gè)別行為呈現(xiàn)出波動(dòng)規(guī)律，故正確選項(xiàng)為A、D.針對(duì)訓(xùn)練1關(guān)于光的波粒二象性，下列理解正確的是A.當(dāng)光子靜止時(shí)有粒子性，光子傳播時(shí)有波動(dòng)性B.光是一種宏觀粒子，但它按波的方式傳播C.光子在空間各點(diǎn)出現(xiàn)的可能性大小(概率)可以用波動(dòng)規(guī)律來(lái)描述D.大量光子出現(xiàn)的時(shí)候表現(xiàn)為粒子性，個(gè)別光子出現(xiàn)的時(shí)候表現(xiàn)為波動(dòng)性√解析光子是不會(huì)靜止的，大量光子的效果往往表現(xiàn)出波動(dòng)性，個(gè)別光子的行為往往表現(xiàn)出粒子性，故A、D錯(cuò)誤；光子不是宏觀粒子，光在傳播時(shí)有時(shí)看成粒子有時(shí)可看成波，故B錯(cuò)誤；光子在空間各點(diǎn)出現(xiàn)的可能性大小(概率)可以用波動(dòng)規(guī)律來(lái)描述，故C正確.答案解析二、對(duì)物質(zhì)波的理解例2質(zhì)量為10g、速度為300m/s在空中飛行的子彈，其德布羅意波長(zhǎng)是多少？為什么我們無(wú)法觀察到其波動(dòng)性？答案2.21×10－34m由于子彈的德布羅意波長(zhǎng)極短，無(wú)法觀察到其波動(dòng)性

答案解析針對(duì)訓(xùn)練2

(多選)下列說(shuō)法中正確的是A.物質(zhì)波也叫德布羅意波B.物質(zhì)波也是概率波C.光波是一種概率波D.光波也是物質(zhì)波解析物質(zhì)波，又稱德布羅意波，是概率波，指空間中某點(diǎn)某時(shí)刻可能出現(xiàn)的幾率，其中概率的大小受波動(dòng)規(guī)律的支配，故A、B正確.光波具有波粒二象性，波動(dòng)性表明光波是一種概率波，故C正確.由于光子的特殊性，其靜止質(zhì)量為零，所以光不是物質(zhì)波，故D錯(cuò)誤.答案解析√√√

歸納總結(jié)達(dá)標(biāo)檢測(cè)1.下列有關(guān)光的波粒二象性的說(shuō)法中，正確的是A.有的光是波，有的光是粒子B.光子與電子是同樣的一種粒子C.光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，其波動(dòng)性越顯著；光的波長(zhǎng)越短，其粒子性越顯著D.大量光子的行為往往表現(xiàn)出粒子性√123答案解析4解析一切光都具有波粒二象性，光的有些行為(如干涉、衍射)表現(xiàn)出波動(dòng)性，有些行為(如光電效應(yīng))表現(xiàn)出粒子性，A錯(cuò)誤.雖然光子與電子都是微觀粒子，都具有波粒二象性，但電子是實(shí)物粒子，有靜止質(zhì)量，光子不是實(shí)物粒子，沒(méi)有靜止質(zhì)量，電子是以實(shí)物形式存在的物質(zhì)，光子是以場(chǎng)形式存在的物質(zhì)，所以B錯(cuò)誤.光的波粒二象性的理論和實(shí)驗(yàn)表明，大量光子的行為表現(xiàn)出波動(dòng)性，個(gè)別光子的行為表現(xiàn)出粒子性.光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，衍射性越好，即波動(dòng)性越顯著；光的波長(zhǎng)越短，其粒子性越顯著，故選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤.12342.下列關(guān)于德布羅意波的認(rèn)識(shí)，正確的解釋是A.任何一個(gè)物體都有波和它對(duì)應(yīng)，這就是物質(zhì)波B.X光的衍射證實(shí)了物質(zhì)波的假設(shè)是正確的C.電子衍射證實(shí)了物質(zhì)波的假設(shè)是正確的D.宏觀物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，看不到它的衍射或干涉現(xiàn)象，所以宏觀物體不具有

波動(dòng)性123√解析答案4解析運(yùn)動(dòng)的物體才具有波動(dòng)性，A項(xiàng)錯(cuò)；宏觀物體由于動(dòng)量太大，德布羅意波長(zhǎng)太小，所以看不到它的干涉、衍射現(xiàn)象，但仍具有波動(dòng)性，D項(xiàng)錯(cuò)；X光是波長(zhǎng)極短的電磁波，是光子，它的衍射不能證實(shí)物質(zhì)波的存在，B項(xiàng)錯(cuò).12343.關(guān)于光的本性，下列說(shuō)法中正確的是A.關(guān)于光的本性，牛頓提出“微粒說(shuō)”，惠更斯提出“波動(dòng)說(shuō)”，愛(ài)因

斯坦提出“光子說(shuō)”，它們都說(shuō)明了光的本性B.光具有波粒二象性是指：既可以把光看成宏觀概念上的波，也可以看

成微觀概念上的粒子C.光的干涉、衍射現(xiàn)象說(shuō)明光具有波動(dòng)性，光電效應(yīng)說(shuō)明光具有粒子性D.光的波粒二象性是將牛頓的粒子說(shuō)和惠更斯的波動(dòng)說(shuō)真正有機(jī)地統(tǒng)一

起來(lái)123√解析答案4解析光的波動(dòng)性指大量光子在空間各點(diǎn)出現(xiàn)的可能性的大小可以用波動(dòng)規(guī)律來(lái)描述，不是惠更斯的波動(dòng)說(shuō)中宏觀意義下的機(jī)械波.光的粒子性是指光的能量是一份一份的，每一份是一個(gè)光子，不是牛頓微粒說(shuō)中的經(jīng)典微粒.某現(xiàn)象說(shuō)明光具有波動(dòng)性，是指波動(dòng)理論能解釋這一現(xiàn)象.某現(xiàn)象說(shuō)明光具有粒子性，是指能用粒子說(shuō)解釋這個(gè)現(xiàn)象.要區(qū)分題中說(shuō)法和物理史實(shí)與波粒二象性之間的關(guān)系.C正確，A、B、D錯(cuò)誤.