高中物理第十七章波粒二象性3粒子的波动性学案新人教版选修3_5

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1、3　粒子的波动性学习目标知识脉络1.知道光的本性认识史．2．知道光的波粒二象性，理解其对应统一的关系．(重点)3．会用光的波粒二象性分析有关现象．(重点)4．理解德布罗意波，会解释相关现象．(重点、难点)　光的波粒二象性1.2．光子的能量和动量(1)能量：ε＝hν.(2)动量：p＝.3．意义能量ε和动量p是描述物质的粒子性的重要物理量；波长λ和频率ν是描述物质的波动性的典型物理量．因此ε＝hν和p＝揭示了光的粒子性和波动性之间的密切关系．1．光的干涉、衍射、偏振现象说明光具有波动性．(√)2．光子数量越大，其粒子性越明显．(×)3．光具有粒子性，但光子又不同于宏观观念的粒子．(√

2、)由公式E＝hν和λ＝，能看出波动性和粒子性的联系吗？【提示】　从光子的能量和动量的表达式可以看出，是h架起了粒子性与波动性之间的桥梁．探讨1：认识光的波粒二象性，应从微观角度还是宏观角度？【提示】　应从微观的角度建立光的行为图像，认识光的波粒二象性．探讨2：光在传播过程中，有的光是波，有的光是粒子，这句话正确吗？【提示】　不正确．光具有波粒二象性，只是有时表现为波动性，有时表现为粒子性，并不是有的光是波，有的光是粒子．1．对光的认识的几种学说学说名称微粒说波动说电磁说光子说波粒二象性代表人物牛顿惠更斯麦克斯韦爱因斯坦公认实验依据光的直线传播、光的反射光的干涉、衍射能在真空中传播

3、，是横波，光速等于电磁波速度光电效应，康普顿效应光既有波动现象，又有粒子特征内容要点光是一群弹性粒子光是一种机械波光是一种电磁波光是由一份一份光子组成的光是具有电磁本性的物质，既有波动性又有粒子性理论领域宏观世界宏观世界微观世界微观世界微观世界2.对光的波粒二象性的理解实验基础表现说明光的波动性干涉和衍射(1)光子在空间各点出现的可能性大小可用波动规律来描述(2)足够能量的光(大量光子)在传播时，表现出波的性质(3)波长长的光容易表现出波动性(1)光的波动性是光子本身的一种属性，不是光子之间相互作用产生的(2)光的波动性不同于宏观观念的波光的粒子性光电效应、康普顿效应(1)当光同

4、物质发生作用时，这种作用是“一份一份”进行的，表现出粒子的性质(2)少量或个别光子容易显示出光的粒子性(3)波长短的光，粒子性显著(1)粒子的含义是“不连续”“一份一份”的(2)光子不同于宏观观念的粒子1．关于光的本性，下列说法中正确的是(　　)A．关于光的本性，牛顿提出“微粒说”．惠更斯提出“波动说”，爱因斯坦提出“光子说”，它们都说明了光的本性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D．光电效应说明光具有粒子性E．波粒二象性是光的属性【解析】　光的波动性指大量光子在空间各点出现的可能性的大小可以用

5、波动规律来描述，不是惠更斯的波动说中宏观意义下的机械波，光的粒子性是指光的能量是一份一份的，每一份是一个光子，不是牛顿微粒说中的经典微粒．某现象说明光具有波动性，是指波动理论能解释这一现象．某现象说明光具有粒子性，是指能用粒子说解释这个现象．要区分说法和物理史实与波粒二象性之间的关系．C、D、E正确，A、B错误．【答案】　CDE2．关于光的波粒二象性的理解正确的是(　　)A．大量光子的行为往往表现出波动性，个别光子的行为往往表现出粒子性B．光在传播时是波，而与物质相互作用时就转变成粒子C．光在传播时波动性显著，而与物质相互作用时粒子性显著D．高频光是粒子，低频光是波E．波粒二象性

6、是光的根本属性，有时它的波动性显著，有时它的粒子性显著【解析】　光的波粒二象性指光有时候表现出的粒子性较明显，有时候表现出的波动性较明显，E正确；大量光子的效果往往表现出波动性，个别光子的行为往往表现出粒子性，A正确；光在传播时波动性显著，光与物质相互作用时粒子性显著，B错误C正确；频率高的光粒子性显著，频率低的光波动性显著．D错误．【答案】　ACE(1)光既有波动性又有粒子性，二者是统一的.(2)光表现为波动性，只是光的波动性显著，粒子性不显著而已.(3)光表现为粒子性，只是光的粒子性显著，波动性不显著而已.　粒子的波动性及物质波的实验验证1．粒子的波动性(1)德布罗意波192

7、4年法国巴黎大学的德布罗意提出假设：实物粒子也具有波动性，每一个运动的粒子都与一个对应的波相联系，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)物质波的波长、频率关系式ν＝，λ＝.2．物质波的实验验证(1)实验探究思路干涉、衍射是波特有的现象，如果实物粒子具有波动性，则在一定条件下，也应该发生干涉或衍射现象．电子束穿过铝箔后的衍射图样图1731(2)实验验证1927年戴维孙和汤姆孙分别利用晶体做了电子束衍射实验，得到了电子的衍射图样，如图1731所示，证实了电子的波动