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时间:2019-05-17
《浙江2018年高中物理第十七章波粒二象性第3节粒子的波动性学案新人教版》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、第3节粒子的波动性光的波粒二象性[探新知·基础练]1.光的波粒二象性光既具有波动性,又具有粒子性,即光具有波粒二象性。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,普朗克常量h架起了粒子性与波动性之间的桥梁。[辨是非](对的划“√”,错的划“×”)1.光既具有粒子性,又具有波动性。(√)2.光的干涉说明光具有波动性,光的多普勒效应说明光
2、具有粒子性。(√)[释疑难·对点练]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)光是一种概率波,即光子在空间各点出现的可能性大小(概率)可用波动规律来描述(2)能量强的光在传播时,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(2)少量或个别光子容易显示出光的粒子性(1)粒子的含义是“不连续”、“一份一份”的(2)光子不同
3、于宏观观念的粒子[特别提醒](1)光既表现出波动性又表现出粒子性,要从微观的角度建立光的行为图案,认识光的波粒二象性。(2)大量光子易显示波动性,而少量光子易显示出粒子性;波长长(频率低)的光波动性强,而波长短(频率高)的光粒子性强。(3)要明确光的波动性和粒子性在不同现象中的分析方法。[试身手]1.(多选)对光的认识,以下说法中正确的是( )A.个别光子的行为易表现为粒子性,大量光子的行为易表现为波动性B.光的波动性是光子本身的一种属性,不是光子之间的相互作用引起的C.光表现出波动性时,就不具有粒子性了,
4、光表现出粒子性时,就不具有波动性了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明显,在另外某种场合下,光的粒子性表现明显解析:选ABD 个别光子的行为易表现为粒子性,大量光子的行为易表现为波动性。光与物质相互作用,表现为粒子性,光的传播表现为波动性,光的波动性与粒子性都是光的本质属性,故A、B、D正确。粒子的波动性及实验验证[探新知·基础练]1.粒子的波动性(1)德布罗意波: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:波
5、长:λ=;频率:ν=。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。(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,证实了电子的波动性。(3)说明:①人们陆续证实了质子、中子以及原子、分子的波动性,对于这些粒子,德布罗意给出的ν=和λ=关系同样正确;②宏观物体的质量比微观粒子的质量大得多,运动时的动量很大,对应的德布罗意波的波长很小,根本无法观察到它的波动性。[辨是非](对的划“
6、√”,错的划“×”)1.一切运动着的物体都具有波动性。(√)2.行星、太阳等运动的物体不具有波动性。(×)[释疑难·对点练](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)德布罗意波是一种概率波,粒子在空间各处出现的概率受波动规律支配,不能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
7、粒子对应的波是物质波。[特别提醒](1)一切运动着的物体都具有波动性,宏观物体观察不到其波动性并不否定其波动性。(2)要注意大量光子、个别光子、宏观物体、微观粒子、概率波等相关概念的区别。[试身手]2.下列说法中正确的是( )A.质量大的物体,其德布罗意波长短B.速度大的物体,其德布罗意波长短C.动量大的物体,其德布罗意波长短D.动能大的物体,其德布罗意波长短解析:选C 由λ=可知,物体的德布罗意波长与其动量成反比,C正确。光的波粒二象性光同时具有波动性和粒子性,只是在不同的条件下,其中一个性质表现比较明显
8、,另一个不明显。光的干涉、衍射、偏振有力地说明了光具有波动性,而光电效应、康普顿效应和光子说表明,光还具有粒子性,即光具有波粒二象性。[典例1] 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显示出粒子性[思路点拨] 光具有波粒二象性,而电子是一种实物粒子,光的波长
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