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《2019学年高中物理第十七章波粒二象性3粒子的波动性课件新人教版选修.ppt》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、3粒子的波动性一、光的波粒二象性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。(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。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: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:2.物质波的实验验证(1)实验探究思路:干涉、
2、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。自我检测1.思考辨析。(1)大量光子的行为往往表现出波动性,个别光子的行为往往表现出粒子性。()解析:光的波粒二象性指光有时候表现出的粒子性较明显,有时候表现出的波动性较明显,大量光子的效果往往表现
3、出波动性,个别光子的行为往往表现出粒子性。答案:√(2)光在传播时是波,而与物质相互作用时就转变成粒子。()解析:光在传播时波动性显著,光与物质相互作用时粒子性显著。答案:×(3)牛顿的“微粒说”与爱因斯坦的“光子说”本质上是一样的。()解析:牛顿的“微粒说”认为光是一种物质微粒,爱因斯坦的“光子说”认为光是一份一份不连续的能量。答案:×(4)德布罗意认为实数粒子也具有波动性。()答案:√(5)向前飞行的子弹具有波动性。()答案:√读一读·思一思辨一辨·议一议2.探究讨论。光的波动性和粒子性是相互矛盾的,无法统一,这种说法正确吗?答案:光波在少量的情况下体现粒子性,大量的
4、情况下体现波动性,这说明光的波动性和粒子性不是孤立的,而是有机的统一体。探究一探究二光的波粒二象性问题探究曾有一位记者向物理学家诺贝尔奖获得者布拉格请教:光是波还是粒子?布拉格幽默地答道:“星期一、三、五它是一个波,星期二、四、六它是一个粒子,星期天物理学家休息。”那么光的本性到底是什么呢?你是如何理解的?要点提示:光具有波粒二象性。光既不同于宏观观念的粒子,也不同于宏观观念的波,但光既具有粒子性又具有波动性,粒子性和波动性都是光本身的属性。探究一探究二知识归纳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
5、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:探究一探究二2.对光的波粒二象性的理解探究一探究二大量光子表现出波动性,个别光子表现出粒子性,光具有波粒二象性。探究一探究二【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解析:光既具有波动性,又具有粒
6、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。答案:D探究一探究二规律总结光子是能量为hν的微粒,表现出粒子性,而光子的能量与频率ν有关,体现了波动性,所以光子是统一了波粒二象性的微粒。但是它在不同条件下的表现不同,大量光子表现出波动性,个别光子表现出粒子性;光在传播时表现出波动性,光和其他物质相互作用时表现出粒子性;频率低的光波动性更强,频率高的光粒子性更强。探究一探究二变式训练1(多选)对光的认识,下列说法中正确
7、的是()A.个别光子的行为表现为粒子性,大量光子的行为表现为波动性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;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:个别光子的行为表现为粒子性,大量光子的行为表现为波动性;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,因为波动性表现为粒子分布概率,光的粒子性表现明显时仍具有波动性,因为大量粒子的个
