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《2015-2016学年人教版选修3-5粒子的波动性学案》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、波粒二象性学案3粒子的波动性学案4概率波学案5不确定性关系［学习目标］1•知道光的波粒二象性，理解其对立统一的关系.2.了解徳布罗意波和概率波，知道它们都遵循统计规律.3.会用不确定性关系的公式分析简单问题.［学习重点难点］重点：理解光的波粒二象性难点：概率波概念的理解［自主学习探究］—、粒子的波动性1.光的波粒二象性(1)光的干涉和衍射现象说明光具有波动性,光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性.⑵光子的能量£=—，光子的动量p=.(3)光子既有粒子的特征，又有波的特征；即光具有波粒二象性.2.粒子的波动性(1)任何运动着的物体
2、，都有一种波与它对应，其波长2=,这种波叫,又叫德布罗意波.(2)宏观物体的徳布罗意波波氏,所以很难观察到它们的波动性.3.物质波的实验验证(1)1927年戴维孙和汤姆孙分别利用晶体做了衍射的实验，从而证实了的波动性.(2)人们陆续证实了的波动性，对于这些粒子，德布罗意给出的尸扌和2=号关系同样止确.二、概率波1.经典的粒子和经典的波(1)经典粒子：①粒子有一定的,有一定的,遵循牛顿运动定律.②运动的基本特征：在任意时刻有确定的和,在时空中有确定的(2)经典波的基本特征是：具有确定的和—，即具有的2.概率波(1)光波是一种概率波
3、光的波动性不是光子之间相互作用的结果而是光子自身固有的性质，光子在空间出现的概率可以通过确定，所以，光波是一种波.(2)物质波也是一种概率波对于电子和其他微观粒子，单个粒子的位置是，但在某点出现的概率的大小可以由确定，而且对于大量粒子，这种概率分布导致确定的宏观结果，所以物质波也是概率波.三、不确定性关系1.微观粒子运动的基本特征：不再遵守定律，不可能同时准确地知道粒子的—和,不可能用“轨迹”来描述粒子的运动，这种关系叫做不确定性关系.微观粒子的运动状态只能通过做统计性的描述.2.不确定性关系：以Ax表示粒子位置不确定量，以表示
4、粒子在x方向上的动量的不确定量,那么，式中方是普朗克常量.［典型例题分析］一、对光的波粒二象性的认识【例1】对光的认识，以下说法中正确的是()A.个别光子的行为表现出粒子性，大量光子的行为表现出波动性B.高频光是粒子，低频光是波C.光表现出波动性时，就不具有粒子性了；光表现出粒子性时，就不再具有波动性了D.光的波粒二象性应理解为：在某种场合下光的波动性表现得明显，在另外某种场合下，光的粒子性表现明显二、对物质波的理解【例2】下列关于德布罗意波的认识，正确的解释是()A.光波是一种物质波B.X光的衍射证实了物质波的假设是正确的A.
5、电子的衍射证实了物质波的假设是止确的B.宏观物体运动时，看不到它的衍射或干涉现象，所以宏观物体不具有波动性三、对概率波的理解【例3】物理学家做了一个有趣的实验：在双缝干涉实验中，在光屏处放上照相底片，若减弱光的强度，使光子只能一个一个地通过狭缝，实验结果表明，如果曝光时间不太长，底片上只出现一些不规则的点子；如果曝光时间足够长，底片上就出现了规则的干涉条纹，对这个实验结果下列认识正确的是（）A.曝光时间不长时，光子的能量太小，底片上的条纹看不清楚，故出现不规则的点子B.单个光子的运动表现出波动性C.干涉条纹中明亮的部分是光子到达
6、机会较多的地方D.只有大量光子的行为才能表现出波动性四、对不确定性关系的应用【例4】设子弹的质量为0.01kg,枪口直径为0.5cm,试求子弹射出枪口时横向速度的不确定量.［课堂检测］1.（光的波粒二象性）下列有关光的波粒二象性的说法中，正确的是（）A.有的光是波，有的光是粒子B.光子与电子是同样的一种粒子C.光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著D.大量光子的行为往往表现岀粒子性2.（对物质波的理解）利用金属晶格（大小约10-,（,m）作为障碍物观察电子的衍射图样，方法是使电子通过电场加速后，让电子來照射到金属
7、晶格上，从而得到电子的衍射图样.己知电子质量为加,电荷量为0，初速度为0,加速电压为3普郎克常量为/?,则下列说法中正确的是（）A.该实验说明了电子具有波动性hB.实验中电子束的德布罗意波长为C.加速电压U越大，电子的衍射现象越明显D.若用相同动能的质子替代电子，衍射现象将更加明显3.（对概率波的理解）在单缝衍射实验中，中央亮纹的光强占从单缝射入的整个光强的95%以上，假设现在只让一个光子通过单缝，那么该光子（）A.一定落在屮央亮纹处B.一定落在亮纹处A.可能落在暗纹处B.落在中央亮纹处的可能性最大1.已知金=5.3X10^j・
8、s,试求下列情况屮速度测定的不确定量，并根据计算结果，讨论在宏观和微观世界屮进行测量的不同情况.（1）一个球的质量加=1.0kg,测定其位置的不确定量为106m.（2）电子的质量加e=9」Xl（）ikg,测定其位置的不确定量为10_,°m.『课后作业］题组一对光
