物理选择性必修3优质课公开课导学案4.5.doc

5.粒子的波动性和量子力学的建立

素养目标

1.知道德布罗意波，光有波动性和粒子性、量子力学等基本观点和相关实验证据．(物理观念)

2．掌握光的波粒二象性，理解其对立统一关系；并能应用波粒二象性解释有关现象，提高分析、推理能力．(科学思维)

3．学习科学家们探究物质波、建立量子力学的艰辛，坚持实事求是的科学态度，激发学习科学的兴趣．(科学态度与责任)

自主落实·必备知识全过关

一、粒子的波动性和物质波的实验验证

1．粒子的波动性

(1)德布罗意波

法国物理学家德布罗意提出假设：实物粒子也具有________，即每一个________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被称为德布罗意波，也叫________．

(2)物质波的波长、频率关系式

ν＝________，λ＝________．

2．物质波的实验验证

(1)实验探究思路

光的________和衍射现象是光具有波动性的有力证据，如果实物粒子具有波动性，那么，它们就应该像光波那样也能发生干涉和衍射．

(2)实验验证

1927年戴维森和G.P.汤姆孙分别用单晶和多晶晶体做了电子束衍射的实验，得到了________的衍射图样，证实了________的波动性．

(3)说明

①后来陆续证实了质子、中子以及原子、分子[所有物体都具有波动性和粒子性]的________．对于这些粒子，德布罗意给出的ν＝εh和λ＝hp

②宏观物体的质量比微观粒子大得多，运动时的________很大，对应的德布罗意波的波长________，根本无法观察到它的波动性[波长越长越容易衍射]．

二、量子力学的建立与应用

1．量子力学的建立

(1)普朗克________理论、爱因斯坦________理论、康普顿________理论、玻尔________理论以及德布罗意________假说等一系列理论[都是针对一个特定的具体问题，不是统一的普遍性理论]在解释实验方面都取得了成功．

(2)在以玻恩、海森堡、薛定谔以及英国的狄拉克和奥地利的泡利为代表的众多物理学家的共同努力下，描述微观世界行为的理论[统一描述微观世界物理规律的普遍性规律]被逐步完善并最终完整地建立起来，它被称为________．

2．量子力学的应用

(1)量子力学推动了核物理和________物理的发展．

(2)量子力学推动了原子、分子物理和______的发展．

(3)量子力学推动了________物理的发展．

走进生活

根据测算，羽毛球离拍时的最大速度可达到288km/h，羽毛球的质量为5.0g.

求德布罗意波的波长以及能否观察到羽毛球的波动性？

合作探究·能力素养全提升

探究一对物质波的理解

情境探究

1927年戴维森和G.P.汤姆孙分别用单晶和多晶晶体做了电子束衍射实验，得到如图所示的衍射图样．

该图样证明了什么？明显衍射电子波长大约是什么？

核心归纳

1.任何物体，小到电子、质子，大到行星、太阳都存在波动性，我们之所以观察不到宏观物体的波动性，是因为宏观物体对应的波长太小．

2．物质波波长的计算公式为λ＝hp，频率公式为ν＝ε

3．德布罗意假说是光子的波粒二象性的一种推广，使之包括了所有的物质粒子，即光子与实物粒子都具有粒子性，又都具有波动性，与光子对应的波是电磁波，与实物粒子对应的波是物质波．

应用体验

例1关于物质波，下列说法正确的是()

A．速度相等的电子和质子，电子的波长长

B．动能相等的电子和质子，电子的波长短

C．动量相等的电子和中子，中子的波长短

D．甲电子的速度是乙电子的3倍，则甲电子的波长也是乙电子的3倍

针对训练

1.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，都具有一种波和它对应，这种波叫作物质波

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

2．[2021·浙江6月]已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，电子的质量为9.11×10－31kg.一个电子和一滴直径约为4μm的油滴具有相同动能，则电子与油滴的德布罗意波长之比的数量级为()

A．10－8B．106

C．108D．1016

探究二对光的波粒二象性的理解

核心归纳

1.对光的