2020_2021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3_5202102242175.ppt

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1、3粒子的波动性1.光的本性：光的干涉、衍射、偏振现象表明光具有_____性，光电效应和康普顿效应表明光具有_____性，即光具有___________。2.光子的能量和动量：(1)能量：ε=____。(2)动量：p=___。(3)意义：能量ε和动量p是描述物质的_____性的重要物理量；波长λ和频率ν是描述物质的_____性的典型物理量。因此ε=hν和p=揭示了光的_____性和_____性之间的密切关系。课前自主学习波动粒子波粒二象性hν粒子波动粒子波动3.粒子的波动性：任务驱动　如图所示，电子、地球、太

2、阳都是不断运动着的物体，它们都“说”自己具有波动性。它们的说法正确吗？如果是正确的，我们平时为什么没有发现其波动性表现呢？提示：它们的说法是正确的，它们的确具有波动性——物质波，只是波长太短，波动性难以呈现而已。(1)德布罗意波：任何一个_______的物体，都有一种波与它相对应，这种波叫_______，也称为德布罗意波。(2)物质波的波长、频率关系式：λ=___，ν=___。(3)【实验探究】思路：_____、_____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。(4

3、)实验验证：1927年戴维孙和汤姆孙分别利用晶体做了___________的实验，得到了电子的_________，证实了运动着的电子具有_______。运动着物质波干涉衍射电子束衍射衍射图样波动性【小题快练】1.(多选)下列现象中说明光具有波动性的是()A.光电效应B.光的衍射C.光的干涉D.光的折射【解析】选B、C。光的干涉和衍射现象，说明光是一种波，因为干涉和衍射是波特有的现象，故B、C正确。2.下列说法中正确的是()A.质量大的物体，其德布罗意波长较短B.速度大的物体，其德布罗意波长较短C.动量大的物

4、体，其德布罗意波长较短D.动能大的物体，其德布罗意波长较短【解析】选C。根据公式λ=可以判断动量大的物体德布罗意波长较短，故C正确。3.下列说法中正确的是()A.物质波属于机械波B.只有像电子、质子、中子这样的微观粒子才具有波动性C.德布罗意认为，任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波和它对应，这种波叫物质波D.宏观物体运动时，看不到它的衍射或干涉现象，所以宏观物体运动时不具有波动性【解析】选C。物质波是一切运动着的物体所具有的波，与机械波性质不同，宏观物体也具有波动性，只是干涉、

5、衍射现象不明显而已，故只有C对。4.关于光的本性，下列说法中正确的是()A.关于光的本性，牛顿提出“微粒说”，惠更斯提出“波动说”，爱因斯坦提出“光子说”，它们都说明了光的本性B.光具有波粒二象性是指：既可以把光看成宏观概念上的波，也可以看成微观概念上的粒子C.光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光电效应说明光具有粒子性D.光的波粒二象性是将牛顿的粒子说和惠更斯的波动说真正有机地统一起来【解析】选C。光的波动性指大量光子在空间各点出现的可能性的大小可以用波动规律来描述，不是惠更斯的波动说中宏观意义下的机械波

6、。光的粒子性是指光的能量是一份一份的，每一份是一个光子，不是牛顿微粒说中的经典微粒。某现象说明光具有波动性，是指波动理论能解释这一现象。某现象说明光具有粒子性，是指能用粒子说解释这个现象。要区分题中说法和物理史实与波粒二象性之间的关系。C正确，A、B、D错误。课堂合作探究主题一光的波粒二象性【问题探究】1.波的两个典型特性是什么？提示：波能发生干涉和衍射。2.什么现象能说明光具有粒子性？提示：光电效应现象以及康普顿效应现象均说明光具有粒子性。3.描述光的性质的基本关系式ε=hν和p=中，光的波粒二象性是怎样

7、联系在一起的？提示：描述光的性质的基本关系式ε=hν和p=中能量ε和动量p是描述物质的粒子性的重要物理量；频率ν和波长λ是描述物质波动性的典型物理量。两式左侧的物理量ε和p描述光的粒子性，右侧的物理量ν和λ描述光的波动性，它们通过普朗克常量h联系在一起。【探究总结】1.光的波粒二象性的比较：2.光的粒子性和波动性的统一性：(1)光的粒子性并不否定光的波动性，光既具有波动性，又具有粒子性，波动性、粒子性都是光本身的一种属性，只是在不同条件下的表现不同。(2)光子的能量与其对应的频率成正比，而频率是波动性特有的

8、物理量，因此E=hν，揭示了光的粒子性和波动性之间的密切联系。光的粒子性和波动性组成一个有机的统一体，相互间并不独立存在。【典例示范】人类对光的本性认识的过程中先后进行了一系列实验，下列所示的四个示意图表示的实验不能说明光具有波动性的是()【解析】选C。图中A、B、D分别是单缝衍射实验、双孔干涉实验和薄膜干涉的实验，干涉和衍射都是波的特有性质，因此单缝衍射实验、双孔干涉实验和薄膜干涉的实验都说明光具有波动性，故A