高中物理 17.3 粒子的波动性试题（含解析）新人教版选修3-5

《高中物理 17.3 粒子的波动性试题（含解析）新人教版选修3-5》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、17.3粒子的波动性一、光的波粒二象性1．2．光子的能量和动量：能量表达式ε=________，动量表达式______________。3．意义：能量ε和动量p是描述物质的____________性的重要物理量；波长λ和频率ν是描述物质的________性的典型物理量。因此ε=___________和___________揭示了光的粒子性和波动性之间的密切关系。二、粒子的波动性及实验验证1．粒子的波动性（１）德布罗意波：任何一种实物粒子都和一个________相对应，这种波被称为德布罗意波，也叫_____

2、______。（2）物质波的波长和频率：波长公式λ=，频率公式ν=。2．物质波的实验验证（1）实验探究思路：_________、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_______或衍射现象。（2）实验验证：1927年戴维孙和G.P.汤姆孙分别利用晶体做了________衍射的实验，得到了______的衍射图样，证实了______的波动性。（3）说明：①人们陆续证实了质子、中子以及原子、分子的_________，对于这些粒子，德布罗意给出的λ=和ν=关系同样正确。②宏观物体

3、的质量比微观粒子的质量大得多，宏观物体运动时的动量很大，对应的德布罗意波的波长很______，根本无法观察到它的波动性。波动性衍射粒子性光电效应波动性粒子性波粒二象性hv粒子波动hν波物质波干涉干涉电子束电子电子波动性小一、人类对光的本性的研究1．对光的本性认识史人类对光的认识经历了漫长的历程，从牛顿的光的微粒说到托马斯·杨和菲涅耳的波动说，从麦克斯韦的光的电磁说到爱因斯坦的光子说。直到20世纪初，对于光的本性的认识才提升到一个更高层次，即光具有波粒二象性。对于光的本性认识史，列表如下：学说名称微粒说波动

4、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，是横波，光速等于电磁波的速度光电效应、康普顿效应光既有波动现象，又有粒子特征学说名称微粒说波动说电磁说光子说波粒二象性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

5、规律来描述。（2）足够能量的光在传播时，表现出波的性质（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。（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（2）少量或个别光子容易显示出光的粒子性【例题1】有关光的本性，下列说法正确的是A．光既具有波动性，又具有粒子性，两种性质是不相容的B．光的波动性类似于机械波，光的粒子性类似于

6、质点C．大量光子才具有波动性，个别光子只具有粒子性D．由于光既具有波动性，又具有粒子性，无法只用其中一种去说明光的一切行为，只能认为光具有波粒二象性参考答案：D试题解析：光既具有波动性，又具有粒子性，但它又不同于宏观观念中的机械波和粒子。波动性和粒子性是光在不同情况下的不同表现，是同一客体的两个不同侧面、不同属性，我们无法用其中的一种去说明光的一切行为，只能认为光具有波粒二象性。只有选项D正确。二、对物质波的理解德布罗意认为任何运动着的物体均有波动性，可是我们观察运动着的汽车，并未感觉到它的波动性。你如何

7、理解该问题，谈谈自己的认识。1．任何物体，小到电子、质子，大到行星、太阳都存在波动性，我们之所以观察不到宏观物体的波动性，是因为宏观物体对应的波长太小的缘故。2．粒子在空间各处出现的几率受统计规律支配，不要以宏观观念中的波来理解德布罗意波。3．德布罗意假说是光子的波粒二象性的一种推广，使之包括了所有的物质粒子，即光子与实物粒子都具有粒子性，又都具有波动性，与光子对应的波是电磁波，与实物粒子对应的波是物质波。4．求解物质波波长的方法（1）根据已知条件，写出宏观物体或微观粒子动量的表达式p=mv。（2）根据波

8、长公式求解。（3）注意区分光子和微观粒子的能量和动量的不同表达式。如光子的能量ε=hν，动量；微观粒子的动能，动量p=mv。（4）一般宏观物体物质波的波长很短，波动性很不明显，难以观察到其衍射现象，如只有利用金属晶格中的狭缝才能观察到电子的衍射图样。【例题2】如果一个中子和一个质量为10g的子弹都以103m/s的速度运动，则它们的德布罗意波的波长分别是多少?（中子的质量为1.67×10–27kg，h=6.63×10–34J·s