17.3粒子的波动性17.4概率波 学案(人教版选修3-5).doc

第十七章 波粒二象性 17.3粒子的波动性17.4概率波。 【教学目标】 1．知道光具有波粒二象性。 2．知道物质波的概念。 3．知道微观粒子的波动性。 4．知道经典粒子与经典波的特点。 5．知道光和物质波是一种概率波。 重点：知道光具有波粒二象性。 难点：物质波是一种概率波 【自主预习】 1.光既具有波动性，又具有粒子性，即光具有___ _ ____。 (1)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显示粒子性。比如，干涉、衍射现象中，如果用强光照射，在光屏上立刻就出现了干涉、衍射条纹，波动性体现了出来；如果用很微弱的光照射，在感光屏上就只能观察到一些分布毫无规律的光点，体现出了粒子性。但是如果在微弱的光照射时间加大的情况下，感光底片上光点的分布又会出现一定的规律性，倾向于干涉、衍射的分布规律。这些实验为人们认识光的波粒二象性提供了良好的证据。 (2)频率低的光波动性明显，频率高的光粒子性明显。 (3)光在传播时容易表现出波动性，在与其他物质相互作用时，容易表现出明显的粒子性。 (4)光子说不排斥波动性，光子的能量的计算公式中就包含着波动的因素——频率。 2．光子的能量ε和动量p可以表示为ε＝________和p＝________，它们是描述光的性质的基本关系式，其中________是架起了粒子性与波动性之间的桥梁。 3．实物粒子也具有波动性，即每一个运动的粒子都与一个对应的________相联系，而且粒子的能量ε和动量p跟它所对应的波的频率ν和波长λ之间，也像光子跟光波一样，遵从如下关系ν＝________和λ＝________，这种与实物粒子相联系的波后来称为________，也叫做物质波。 4．1927年戴维孙和G.P.汤姆孙分别利用________做了电子束衍射的实验，得到了衍射图样，从而证实了电子的________。 5.任意时刻的确定的________和________以及时空中的确定的轨道，是经典物理学中粒子运动的基本特征。与经典的粒子不同，经典的波在空间是________的，其特征是具有________和________，也就是具有时间的周期性。 6．光子在空间出现的概率可以通过________的规律确定。所以，从光子的概念上看，光波是一种________波。 7．对于电子和其他微观粒子，由于同样具有________，所以与它们相联系的物质波也是________波。 【典型例题】 一、光的波粒二象性 【例1】对光的认识，以下说法中正确的是(　　) 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：在某种情境下光的波动性表现明显，在另外某种情境下，光的粒子性表现明显 【例2】．关于对光的认识，下列说法正确的是(　　) A．频率高的光是粒子，频率低的光是波 B．光有时是波，有时是粒子 C．光有时候表现出波动性，有时候表现出粒子性 D．光既是宏观概念中的波，也是宏观概念中的粒子 二、物质波的实验验证 【例3】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．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、衍射等现象 【例4】为了观察晶体的原子排列，可以采用下列方法：(1)用分辨率比光学显微镜更高的电子显微镜成像(由于电子的物质波波长很短，能防止发生明显衍射现象，因此电子显微镜的分辨率高)；(2)利用X射线或中子束得到晶体的衍射图样，进而分析出晶体的原子排列。则下列分析中正确的是 (　　) A．电子显微镜所利用的是电子的物质波的波长比原子尺寸小得多 B．电子显微镜中电子束运动的速度应很小 C．要获得晶体的X射线衍射图样，X射线波长要远小于原子的尺寸 D．中子的物质波的波长可以与原子尺寸相当 三、光波是概率波 【例5】对于光的波粒二象性的说法中，正确的是(　　) A．在一束传播的光束中，有的光是波，有的光是粒子 B．光子与电子同样是一种粒子，光波与机械波同样是一种波 C．光的波动性是由于光子间的相互作用而形成的 D．光是一种波，同时也是一种粒子，光子说并未否定电磁说，在光子的能量E＝hν中，频率ν仍表示的是波的特征 【】1．人类对光的本性的认识经历了曲折的过程。下列关于光的本性的陈述符合科学规律或历史事实的是(　　) A．牛顿的“微粒说”与爱因斯坦的“光子说”本质上是一样的 B．光的双缝干涉实验显示了光具有波动性 C．麦克斯韦预言了