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《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》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、3粒子的波动性ICHUXHISHIJIIIESJIE^G1.光的波粒二象性(1)光子既有能量£=力#,也有动量p=h//I,物理量£、Q描述光的粒子性；物理量f久描述光的波动性。普朗克常量力架起了粒子性和波动性之间的桥梁。(2)光电效应和康普顿效应表明光具有粒子性，光的干涉、衍射、偏振现象表明光具有波动性。光既有波动性乂有粒子性，单独使用任何一种都无法完整地描述光的所有性质，把这种性质叫做光的波粒二象性。(3)光的波粒二象性：光既具有波动性，又具有粒子性。(4)光的波粒二象性的理解项目内容说明光的粒子性当光同物质发生
2、作用时，这种作用是“一份一份”进行的，表现出粒子的性质粒子的含义是“不连续”“一份一份”的。光的粒子性中的粒子是不同于宏观观念的粒子光的波动性①足够能量的光在传播时，表现出波的性质；②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。光的波动性不同于宏观概念的波波动性和粒子性的对立、统一宏观世界：波和粒子是相互对立的概念。微观世界：波和粒子是统一的光子说并未否定波动性，E=he/A屮，c和A就是波动的概念【例1】有关光的波粒二象性的下列
3、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显示出粒子性解析：选项剖析结论A同一种光在不同条件下，有时表现出波动性，有时表现出粒子性XB电子是实物粒子，有静止质量；光子无静止质量，以场的形式存在XC光的波长越长(频率越低)，其波动性越显著，反Z,粒子性越显著VD大量光子的行为往往表现出波动性X答案：C2.粒子的波动性(1)德布罗意假设：实物粒子也具有波动性。(2)粒子的频率和波长v=£/h,A=h[p。(3
4、)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。【例2】关于德布罗意波，下列说法正确的是()A.所有物体不论其是否运动，都有对应的徳布罗意波B.任何一个运动着的物体都有一种波和它对应，这就是德布罗意波C.运动着的电场、磁场没有相对应的德布罗意波D.只有运动着的微观粒子才有德布罗意波，对于宏观物体，不论其是否运动，都没有相对应的徳布罗意波解析：任何一个运动着的物体，都有一种波与它对应，即物质波，物质有两类：实物和场，所以B正确。答案:B3.物质波的实验验证（1）验
5、证方法：实物粒子（如电子、质子等）能发生干涉和衍射。（2）电子束衍射实验成功。电子束衍射图样，如图所示。【例3）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2/7=1.67X10%普朗克常量力=6.63X10-34J・s,可以估算徳布罗意波长^=1.82X1O-10m的热中子动能的数量级为（）A.10_,7JB.10_,9JC.10-21JD.10~24J解析：根据德布罗意波长公式^=h/p可算出屮子动量大小，再由犷=2泌即可算出热力2中子的动能。由=h/p,
6、6=2血,得$=习二卩，代入数据，有fi=3.97X10"21J,数量级为10田J,故选C项。实物粒子和光一样，也具有波粒二象性，微观粒子的波动性通过电子的衍射得到证实，而宏观物体同样也有波动性，只是由于宏观物体运动时的动量大，德布罗意波长很小，难以观测，但不能因此就认为宏观物体没有波动性。5.计算德布罗意波长的方法根据徳布罗意波波长的计算公式=b/p,普朗克常量力已知，只要计算出粒子的动量",即可求得徳布罗意波的波长。【例4】关于物质波，下列认识中错误的是（）A.任何运动的物体（质点）都伴随一种波，这种波叫物质波B.
7、X射线的衍射实验，证实了物质波假设是正确的C.电子的衍射实验，证实了物质波假设是正确的D.宏观物体尽管可以看做物质波，但它们不具有干涉、衍射等现彖答案：BD【例5】电子经电势差为〃=220V的电场加速，在Ye的情况下，求此电子的德布罗意波长。（已知：电子质量为9.11X1031kg,电子电荷量为1.6X10"19C）解析:在电场作用下如S得尸、輕，根据德布罗意波长人='得A=-=-==2mpmv1.23=—7=^nm,答案:8.29X105思维拓!展E&I新应用.23由于电压〃=220V,代入上式得人=応京nm=8.2
8、9X10_~nm=&29X10_llnio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进光的干能在真空中传光电效应光既有波动现光的反射涉衍射播，是横波，光康普顿效彖，又有粒子WEITI（）/11IIIWCXIX}l（：}（）（：6.光本性学说的发展简史速等于电磁波速应特征内容要
