人教版高中物理选择性必修第三册精品课件 第4章 原子结构和波粒二象性 5.粒子的波动性和量子力学的建立 (2).ppt

教你析题读取题干获取信息让电子束通过电场加速后,照射到金属晶格上,从而得到电子的衍射图样电子具有波动性已知电子质量为m,电荷量为e,初速度为0,加速电压为U电子加速后的末速度教你破题对点演练D1.根据物质波理论,下列说法正确的是()A.微观粒子有波动性,宏观物体没有波动性B.只有像电子、质子、中子这样的微观粒子才具有波动性C.宏观物体运动时,看不到它的衍射和干涉现象,所以宏观物体运动时不具有波动性D.速度相同的质子和电子相比,电子的波动性更为明显解析一切运动的物体都有一种物质波与它对应,所以宏观物体和微观粒子都具有波动性,A、B错误;宏观物体的物质波波长很短,不易观察到它的波动性,C错误;由,p=mv可知,速度相同的质子与电子相比,电子质量小,动量小,故其物质波波长更长,所以电子的波动性更明显,D正确。探究点二量子力学的建立和应用导学探究如图甲所示,质子束被加速到接近光速;如图乙所示,中子星是质量、密度非常大的星体。请思考:(1)经典力学是否适用于质子束的运动规律?如何研究质子束的运动规律?提示经典力学不适用于质子束等微观粒子的研究,量子理论较好地适用于微观世界。(2)经典力学是否适用于中子星表面的物理规律?如何研究中子星表面的物理规律?提示经典力学对中子星表面的物理规律并不适用,相对论对中子星表面的物理规律适用。知识归纳1.“量子”的理解科学家在研究物理现象的过程中,发现基本粒子的能量不是连续的,而是类似于楼梯一个台阶一个台阶的,也就是说能量只能一份一份地变化。实际上任何能量变化都是量子化的,只不过在宏观现象中表现不明显,在微观现象中就很容易观察到。量子就是一个不可分割的基本个体。2.量子力学建立的背景19、20世纪之交,人们在黑体辐射、光电效应、氢原子光谱等许多类问题中,都发现了经典物理学无法解释的现象。这就表明,微观世界的物理规律和宏观世界的物理规律可能存在巨大的差别,人们需要建立描述微观世界的物理理论。3.量子力学与经典力学的比较比较项经典力学量子力学粒子的特征物质是由粒子组成的,粒子是一个实体粒子是波,波是无边无际的研究对象研究对象分成几部分,可以对每一部分进行研究不能把微观体系看成是由可以分开的几部分组成的,因为两个粒子从波的角度来看,它们是纠缠在一起的轨迹描述可以同时用质点的位置和动量精确地描述它的运动,轨迹可以确定不可能同时准确地知道粒子的位置和动量,不能用轨迹描述运动比较内容经典力学量子力学运动预言如果知道了质点的运动规律,可以预言质点在以后任意时刻的位置和动量自然界在微观层次上是由随机性和机遇支配的,不能预言粒子的位置和动量自然界的变化自然界的变化是连续的自然界的变化是不连续的4.量子力学的应用量子力学在高速、微观的现象范围内具有普遍适用的意义。它是现代物理学基础之一,在现代科学技术中的表面物理、半导体物理、凝聚态物理、粒子物理、低温超导物理、量子化学以及分子生物学等学科的发展中,都有重要的理论意义。量子力学的产生和发展标志着人类认识自然实现了从宏观世界向微观世界的重大飞跃。典例剖析【例题2】下列描述与“量子计算机”的原理相符的是()A.人们认识了原子的结构,以及原子、分子和电磁场相互作用的方式B.根据量子力学,人们发展了各式各样的对原子和电磁场进行精确操控和测量的技术C.利用固体的微观结构对电路进行操控,速度和可靠性都远胜过去的电子管,而体积则小得多D.人们认识了原子、原子核、基本粒子等各个微观层次的物质结构C解析科学家们利用半导体的独特性质发明了晶体管等各类固态电子器件,并结合激光光刻技术制造了大规模集成电路,俗称“芯片”。这些器件利用固体的微观结构对电路进行操控,速度和可靠性都远胜过去的电子管,而体积则小得多。靠它们,人们才可以制造体积小且功能强大的电子计算机、智能手机等信息处理设备,C项正确。对点演练2.在通往量子论的道路上,一大批物理学家做出了卓越的贡献,下列有关说法错误的是()A.普朗克在1900年把能量子引入物理学,破除了“能量连续变化”的传统观念B.玻尔第一次将量子观念引入原子领域,提出了定态和跃迁的概念C.赫兹大胆地把光的波粒二象性推广到实物粒子,预言实物粒子也具有波动性D.戴维森和G.P.汤姆孙分别通过实验得到了电子的衍射图样,证实了电子的波动性C解析普朗克在1900年把能量子引入物理学,破除了“能量连续变化”的传统观念,A正确,不符合题意;玻尔第一次将量子观念引入原子领域,提出了定态和跃迁的概念,B正确,不符合题意;德布罗意大胆地把光的波粒二象性推广到实物粒子,预言实物粒子也具有波动性,C错误,符合题意