鲁科版高中物理选择性必修第三册精品课件 第6章 第2节 实物粒子的波粒二象性.ppt

课堂篇探究学习问题对物质波的理解和波长计算情境探究(1)如图是电子束通过铝箔后的衍射图样,结合图样及课本内容回答下列问题:①德布罗意提出“实物粒子也具有波动性”假设的理论基础是什么?②电子束穿过铝箔的衍射图样说明了什么?(2)德布罗意认为任何运动着的物体均具有波动性,可是我们观察运动着的汽车,并未感觉到它的波动性,你如何理解该问题?谈谈自己的认识。要点提示(1)①普朗克能量子假说和爱因斯坦光子理论。②电子束具有波动性。(2)波粒二象性是微观粒子的特殊规律,一切微观粒子都存在波动性,宏观物体(汽车)也存在波动性,只是因为宏观物体质量大,动量大,波长短,难以观测。知识归纳1.对物质波的理解(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)粒子在空间各处出现的概率受统计规律支配,不要以宏观观点中的波来理解德布罗意波。(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。都有波动性2.计算物质波波长的方法(1)根据已知条件,写出宏观物体或微观粒子动量的表达式p=mv。典例剖析能力点1对物质波的理解例1下列关于德布罗意波的认识,正确的解释是()A.任何一个物体都有一种波和它对应,这就是物质波B.X光的衍射证实了物质波的假设是正确的C.电子的衍射证实了物质波的假设是正确的D.宏观物体运动时,看不到它的衍射或干涉现象,所以宏观物体不具有波动性答案C解析运动的物体才具有波动性,A错误;X光是波长极短的电磁波,它的衍射不能证实物质波的存在,而电子是实物粒子,它的衍射可以证实物质波的存在,B错误,C正确。宏观物体由于动量太大,德布罗意波长太小,所以看不到它的干涉、衍射现象,但仍具有波动性,D错误。变式训练1(多选)根据物质波的理论,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.微观粒子和宏观物体都具有波动性C.宏观物体的波动性不易被察觉,因为它的波长太长D.速度相同的质子和电子,电子的波动性更为明显答案BD解析一切运动物体都有一种波与它相对应,所以宏观物体也具有波动性,选项A错误,B正确;物质波的波长与其动量成反比,因宏观物体的动量较大,所以其德布罗意波长非常短,不易观察到其衍射现象,选项C错误;速度相同的质子和电子,电子的质量较小,动量较小,物质波的波长较长,故波动性更为明显,选项D正确。能力点2物质波波长的计算例2一颗质量为5.0kg的炮弹:(1)以200m/s的速度运动时,它的德布罗意波长多大?(2)假设它以光速运动,它的德布罗意波长多大?(3)若要使它的德布罗意波长与波长是400nm的紫光波长相等,则它必须以多大的速度运动?答案(1)6.63×10-37m(2)4.42×10-43m(3)3.32×10-28m/s解析直接利用德布罗意关系式进行计算。(1)炮弹的德布罗意波长变式训练2如果一个中子和一个质量为10g的子弹都以103m/s的速度运动,则它们的德布罗意波的波长分别是多长?(中子的质量为1.67×10-27kg)答案3.97×10-10m6.63×10-35m解析中子的动量为p1=m1v子弹的动量为p2=m2v随堂检测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答案C解析光的干涉、衍射、泊松亮斑是光的波动性的证据,光电效应说明光具有粒子性,光的反射和色散不能说明光具有波动性或粒子性,故选项C正确。2.(多选)关于光的波粒二象性的理解正确的是()A.大量光子的效果往往表现出波动性,个别光子的行为往往表现出粒子性B.光在传播时是波,而与物质相互作用时就转变成粒子C.高频光是粒子,低频光是波D.波粒二象性是光的根本属性,有时它的波动性显著,有时它的粒子性显著答案AD解析大量光子的效果往往表现出波动性,个别光子的行为往往表现出粒子性,故A正确;光在传播时有时看成粒子有时可看成波,故B不正确;高频光波长短,光的粒子性显著,低频光波长长,光的波动性显著,故C不正确;波粒二象性是光的根本属性,有时它的波动性显著,有时它的粒子性显著,故D正确。3.根据德布罗意波的概念,下列说法正确的是()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C.动量大的物体,其德布罗意波长小D.动能小