2016_2017学年高中物理17.3粒子的波动性学案新人教版选修3_5

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1、课时17. 3　粒子的波动性　　1. 知道光的波粒二象性，感受微观领域的复杂性。2. 知道德布罗意假设的内容及公式表达，领会对称性思维在科研中的运用。3. 了解物质波的实验验证，感受实验研究的重要作用。　　1. 光的波粒二象性(1)光的本性：光的干涉和衍射说明光具有①波动性，光电效应和康普顿效应说明光具有②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ε=hν，光子的动量p=，能量ε和动量p是描述物质的③粒子性的重要物理量，频率ν和波长λ是描述物质的④波动性的典型物理量。因此这两个表达式揭示

2、了光的波动性和粒子性之间的密切关系。2. 粒子的波动性(1)德布罗意波：任何一个运动着的物体，都有一种波与它对应，这种与实物粒子相联系的波称为德布罗意波，也叫物质波。(2)物质波的频率：ν=⑤　　；物质波的波长：λ=⑥　　。 3. 物质波的实验验证(1)实验探究思路干涉、衍射是波动性质的特有表现，如果实物粒子具有波动性的话，在一定条件下，也该发生衍射现象。(2)实验验证1927年戴维孙和G·P·汤姆孙分别利用晶体做了⑦电子束衍射的实验，得到了电子⑧衍射图样，证实了电子的波动性。　　主题1：光的波粒二象性情

3、景：我们学习了有关光的一些特性和相应的事实表现，如：光能发生干涉、衍射现象，表明光具有明显的波动特征，光电效应和康普顿效应又表明光具有粒子性。阅读课本中“光的波粒二象性”的内容，思考并回答下列问题。问题：怎样来认识光的本质?　　主题2：粒子的波动性　　情景：有一位伟大的科学家大胆地把光的波粒二象性推广到实物粒子。阅读教材中“粒子的波动性”的内容，思考后回答下面的问题。问题：这位科学家是谁?他提出了怎样的假设?他运用了怎样的思维方法?　　主题3：物质波的实验验证　　情景：根据物质波波长公式λ==知，宏观物体

4、的波长比微观粒子的波长小得多，很难找到能发生衍射的障碍物，所以我们并不认为它有波动性。就是微观粒子的电子，找与之相匹配的障碍物也非易事。阅读教材中“物质波的实验验证”的内容，回答下列问题。问题：(1)为什么很难观察到实物粒子的波动性?(2)科学家最终是怎样观察到电子的波动性的?1. (考查物质波的提出)提出物质波假设的科学家是(　　)A. 普朗克　　　　　　B. 爱因斯坦　　　　　　C. 德布罗意　　　　　　D. 汤姆孙2. (考查波粒二象性)关于物质的波粒二象性，下列说法中不正确的是(　　)A. 不仅光

5、子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒二象性B. 运动的微观粒子与光子一样，当它们通过一个小孔时，都没有特定的运动轨道C. 波动性和粒子性，在宏观现象中是矛盾的、对立的，但在微观高速运动的现象中是统一的D. 实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性3. (考查粒子的波动性)为了观察到纳米级的微小结构，需要用到分辨率比光学显微镜更高的电子显微镜。下列说法中正确的是(　　)A. 电子显微镜所利用电子物质波的波长可以比可见光的短，因此不容易发生明显衍射B. 电子显微镜所利用电子物质波的波长可以比可见

6、光的长，因此不容易发生明显衍射C. 电子显微镜所利用电子物质波的波长可以比可见光的短，因此更容易发生明显衍射D. 电子显微镜所利用电子物质波的波长可以比可见光的长，因此更容易发生明显衍射4. (考查对物质波的计算)在中子衍射技术中，常利用热中子研究晶体的结构，因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距相近。已知中子质量m=1. 67×10-27kg，普朗克常量h=6. 63×10-34J·s，据此可以估算出德布罗意波长λ=1. 82×10-10m的热中子的动量的数量级可能是(　　)A. 10-17kg·m/

7、sB. 10-18kg·m/sC. 10-20kg·m/sD. 10-24kg·m/s　　拓展一：光的波粒二象性1. 对于光的波粒二象性的说法中，正确的是(　　)A. 一束传播的光，有的光是波，有的光是粒子B. 光子与电子是同一种粒子，光波与机械波是同样一种波C. 光的波动性是由于光子间的相互作用而形成的D. 光是一种波，同时也是一种粒子，在光子的能量ε=hν中，频率ν表示的是波的特性　　2. 有关光的本性的说法正确的是(　　)A. 微粒说、波动说、光子说都说明了光的本性B. 光具有波粒二象性是指既可以把

8、光看成宏观概念上的波，也可以看成微观概念上的粒子C. 光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光电效应说明光具有粒子性D. 在光的双缝干涉实验中，如果光通过双缝则显示出波动性，如果光只通过一个缝则显示出粒子性　　拓展二：粒子的波动性3. 求m=1. 0kg、v=50m/s的足球和me=9. 1×10-31kg、ve=1. 5×106m/s的电子的德布罗意波长时，计算结果说明什么问题?　　4. 关于物质波，下列说法中正确的是(　　)