2017-2018学年高中物理第2章波和粒子2.4实物是粒子还是波学案沪科版选修3-5

《2017-2018学年高中物理第2章波和粒子2.4实物是粒子还是波学案沪科版选修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、2.4实物是粒子还是波［学习目标］1•知道实物粒子具有波动性，知道什么是物质波.2.了解物质波也是一种概率波.3.初步了解不确泄关系.知识探究新知探究査.盘落实一、徳布罗意波［导学探究］德布罗意认为任何运动着的物体均具有波动性，可是我们观察运动着的汽车，并未感觉到它的波动性，你如何理解该问题？答案波粒二象性是微观粒子的特殊规律，一切微观粒子都存在波动性，宏观物体(汽车)也存在波动性，只是因为宏观物体质量大，动量大，波长短，难以观测.［知识梳理］对物质波的认识1.粒子的波动性(1)任何一个运动着的物体,都有一种波与之相伴随，这种波称为物质波,也叫徳布罗意波.hE(2)物质波波长、频率的

2、计算公式为久=-，Ph(3)我们之所以看不到宏观物体的波动性，是因为宏观物体的动量太厶，德布罗意波长太尘的缘故.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,也应该发牛干涉或衍射现象.(2)实验验证：1927年戴维孙和汤姆生分别利用晶体做了电子束衍射的实验，得到了电子的衍射图样，证实了电子的波动性.⑶说明①人们陆续证实了质子、屮子以及原子、分子的波动性,对于这些粒子，德布罗意给出的kFh=乙和人=一关系同样正确.hP②物质波也是一种概率波.［即学即用］判断下列说法的正误.(1)一切宏观物体都伴随一种波，即物质波.(X)(2)

3、湖面上的水波就是物质波.(X)(1)电子的衍射现象证实了实物粒子具有波动性.(V)二、不确定关系［知识梳理］1.定义：在经典物理学中，可以同时用质点的位置和动量精确描述它的运动，在微观物理学中，要同时测出微观粒子的位置和动量是不太可能的，这种关系叫不确定关系.2.表达式：△x其中以Ax表示粒子位置的不确定量，以表示粒子在*方向上的动量的不确定量，力是浮朗克常量.3.微观粒子运动的基本特征：不再遵守牛顿运动定律,不可能同吋准确地知道粒子的位置和动量,不可能用“轨迹”来描述粒子的运动，微观粒子的运动状态只能通过鯉做统计•性的描述.【11=2.21X107"m.究"菇点个个击砺一、对德布

4、罗意波的理解德布罗意假说是光的波粒二象性的推广，即光子和实物粒子都既具有粒子性，又具有波动性，即具有波粒二象性.与光子对应的波是电磁波，与实物粒子对应的波是物质波.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，不要以宏观观点屮的波来理解徳布罗意波.【例1】质量为10g、速度为300m/s在空中飞行的子弹，其徳布罗意波长是多少？为什么我们无法观察到其波动性？答案2.21X10-34m由于子弹的德布罗意波长极短，无法观察到其波动性解析市德布罗意波长公式可得h6.63X10~347=10X10^X300因子弹的德布罗意波长极短，故无法观察到其波动性.针对训练（多选）下列说

5、法中正确的是（）A.物质波也叫徳布罗意波B.物质波也是概率波C.光波是一种概率波D.光波也是物质波答案ABC解析物质波，又称德布罗意波，是概率波，指空间中某点某时刻可能出现的几率，其中概率的大小受波动规律的支配，故A、B正确.光波具有波粒二象性，波动性表明光波是一种概率波，故C正确.由于光子的特殊性，其静止质量为零，所以光不是物质波，故D错误.厂归纳总结1德布罗意波长的计算（1）首先计算物体的速度，再计算其动量.如果知道物体动能也可以直接用门=^/猛计算其动量.（2）再根据A=-if算徳布罗意波长.P（3）需要注意的是：徳布罗意波长一般都很短，比一般的光波波长还要短，可以根据结果的数

6、量级大致判断结果是否合理.二、对不确定关系的理解1•单缝衍射现彖中，粒子在挡板左侧的位置是完全不确定的，即通过挡板前粒子的位置具有不确定性.2.单缝衍射现象中，粒子通过狭缝后，在垂直原来运动方向的动量是不确定的，即通过挡板后粒子的动量具有不确定性.3.微观粒子运动的位置不确定量Ax和动量的不确定量A”、的关系式"5乞吉,其中力是普朗克常量，这个关系式叫不确定关系.4.不确定关系告诉我们，如果要更准确地确定粒子的位置（即△"更小），那么动量的测量一定会更不准确（即人必更大），也就是说，不可能同时准确地知道粒子的位置和动量，也不可能用“轨迹”来描述粒子的运动.【例2】（多选）根据不确定关

7、系台，判断下列说法正确的是（）A.采取办法提高测量Ax精度时，的精度下降B.采取办法提高测量精度时，八灿的精度上升C.Ax与测量精度与测量仪器及测量方法是否完备有关D.Ax与A®测量精度与测量仪器及测量方法是否完备无关答案AD解析不确定关系表明，无论釆用什么方法试图确定位置坐标和相应动量中的一个，必然引起另一个较大的不确定性，这样的结果与测塑仪器及测量方法是否完备无关，无论怎样改善测量仪器和测量方法，都不可能逾越不确定关系所给岀的限度.故A、D正确.【例3