粒子的波动性

粒子的波动性 新县高中高二年级物理学科导学案(10) 编题人:余海珠 审题人:孙小生 时间:2014.2 学生姓名: 粒子的波动性 【学习目标】 1、知道光具有波粒二象性，区分光的波动性和微粒性。 2、知道实物粒子和光子一样具有波粒二象性，掌握波长λ=h/p的应用。 【温故知新】 1、什么是光电效应,怎样解释光电效应, 2、光子的能量公式 光子的动量公式 3、什么是光子说,爱因斯坦的光电效应方程是什么, 【自主学习】个人仔细研读并完成下面填空和问题。 探究一、光的波粒二象性 1、 光学发展史 学说 微粒说 波动说 电磁说 光子说 波粒二象性 代表人物 公认 年代 17世纪 17世纪 19世纪中 20世纪初 20世纪初 实验依据 内容要点 理论领域 2、 光具有波粒二象性 (1)光的本性:光既具有 ，又具有 ，即光具有波粒二象性。 (2)光子的能量表示式为 ，动量表示式为 。 (3)能量ε和动量р是描述物质的粒子性的重要物理量;波长λ和频率?是描述 1 物质的波动性的典型物理量。可看出普朗克常量的重要性:h架起了 和 之间的桥梁。 思考:同样作为物质的实物粒子(如电子、原子、分子等)是否也具有波动性呢, 探究二、粒子的波动性 1、 物质波 1924年，法国巴黎大学的德布罗意提出假设:实物粒子也具有 ，遵从如下关系: _ __ __________ 这种与 _____的波后来称为德布罗意波，也叫物质波。 2、 物质波的实验验证 德布罗意的假设又是如何被验证的呢,(请同学们阅读教材P38页第五至九段内容并完成以下相应内容。) 自学提纲: (1)如何验证光是一种波,_______________________________________________ (2)如何验证德布罗意波,______________________________________________ (3)历史上有哪些成功的实验,1927年 和 利用晶体做了___________的实 验，得到了衍射图样。 (4)戴维孙和汤姆孙的实验证明了德布罗意波的存在，从而使德布罗意获得了1929年的诺贝尔物理学奖，他们为此也获得了1937年的诺贝尔物理学奖。 G.P.汤姆孙电子衍射实验 1927年汤姆孙观察了电子束透过多晶薄片的衍射现象。 PDM K 结论:德布罗意波理解??单个实物粒子也会表现出波动性。 2 【典型例题】 一个质量为450g的足球以10m/s的速度在空中飞行;一个初速为零的电子，通过电压为100V的加速电场。试分别计算它们的德布罗意波长。 【跟踪练习】 1、以下说法正确的是( ) A、物体都具有波动性 B、抖动细绳一端，绳上的波就是物质波 C、通常情况下，质子比电子的波长长 D、核外电子绕核运动时，并没有确定的轨道 2、关于光的本性，下列说法正确的是( ) A.在其他条件相同时，光的频率越高，衍射现象越容易看到 B.频率越高的光，粒子性越显著，频率越低的光波动性越显著 C.大量光子产生的效果往往显示出波动性，个别光子产生的效果往往表现出粒子性 D.若让光子一个一个地通过狭缝时，他们将严格按照相同的轨道和方向做有规则的匀速直线运动 3、下列说法正确的是( ) 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，这种波叫做物质波 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 4、一个带电荷量为单位电荷的粒子，经过206V的加速电压由静止加速后，它的德布罗意波长为0.002nm,试求这个粒子的质量。 老师点评: 课后反思: 3 课后作业: 1、下列各组现象能说明光具有波粒二象性的是( ) A(光的色散和光的干涉 B(光的干涉和光的衍射 C(泊松亮斑和光电效应 D(光的反射和光电效应 2、关于物质波以下说法正确的是 ( ) (实物粒子具有粒子性，在任何条件下都不可能表现出波动性 A B(宏观物体不存在对应波的波长 C(电子在任何条件下都能表现出波动性 D(微观粒子在一定条件下能表现出波动性 3、下列说法中正确的是 ( ) A(质量大的物体，其德布罗意波长小B(速度大的物体，其德布罗意波长小 (动量大的物体，其德布罗意波长小 D(动能大的物体，其德布罗意波长小 C 4、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波长 ,27,34与晶体中原子间距相近(已知中子质量m,1.67×10 kg，普朗克常量h,6.63×10 ,10J?s，可以估算德布罗意波波长λ,1.82×10 m的热中子动能的数量级为( ) ,17,19,21,24A(10 J B(10 J C(10 J D(10 J 5、如图所示，弧光灯发出的光经一狭缝后，在锌板上形成亮暗相间的条纹，与锌板相连的验电器的铝箔有张角，则该实验不能证明( ) A(光具有波动性 B(从锌板上逸出带正电的粒子 C(光能发生衍射 D(光具有波粒二象性 6、在历史上，最早证明了德布罗意波存在的实验是 ( ) A(弱光衍射实验 B(电子束在晶体上的衍射实验 C(弱光干涉实验 D(以上都不正确 4