物理選修人教新課標(biāo)粒子的波動(dòng)性課件

1、17.3 粒子的波動(dòng)性粒子的波動(dòng)性 課件課件 人教版選修人教版選修3-5第三節(jié)粒子的波動(dòng)性第三節(jié)粒子的波動(dòng)性課前自主學(xué)案課前自主學(xué)案核心要點(diǎn)突破核心要點(diǎn)突破課堂互動(dòng)講練課堂互動(dòng)講練課標(biāo)定位課標(biāo)定位知能優(yōu)化訓(xùn)練知能優(yōu)化訓(xùn)練第三節(jié)第三節(jié) 課標(biāo)定位課標(biāo)定位課前自主學(xué)案課前自主學(xué)案波動(dòng)波動(dòng)粒子粒子h波長波長頻率頻率普朗克常量普朗克常量h 3現(xiàn)象與本質(zhì)：光的干涉和衍射現(xiàn)象表明光現(xiàn)象與本質(zhì)：光的干涉和衍射現(xiàn)象表明光是一種是一種_，光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)表明，光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)表明光同時(shí)也是一種光同時(shí)也是一種_光的波動(dòng)性與粒子光的波動(dòng)性與粒子性是統(tǒng)一的只有承認(rèn)光的性是統(tǒng)一的只有承認(rèn)光的_性，性，才是對光的本

2、性最全面的認(rèn)識(shí)才是對光的本性最全面的認(rèn)識(shí)波波粒子粒子波粒二象波粒二象 二、粒子的波動(dòng)性二、粒子的波動(dòng)性 1924年，法國巴黎大學(xué)學(xué)生年，法國巴黎大學(xué)學(xué)生_在博在博士學(xué)位論文中提出假設(shè)：實(shí)物粒子也具有士學(xué)位論文中提出假設(shè)：實(shí)物粒子也具有 _即每一個(gè)即每一個(gè)_粒子都與一粒子都與一個(gè)對應(yīng)的個(gè)對應(yīng)的_相聯(lián)系，粒子的能量相聯(lián)系，粒子的能量與動(dòng)量與動(dòng)量p跟跟 它所對應(yīng)的頻率與波長它所對應(yīng)的頻率與波長之間遵從：之間遵從：_， _.這種與實(shí)物粒子相聯(lián)系的波叫這種與實(shí)物粒子相聯(lián)系的波叫 _，又叫，又叫_波波德布羅意德布羅意波動(dòng)性波動(dòng)性運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)的波波德布羅意波德布羅意波物質(zhì)物質(zhì) 三、物質(zhì)波的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證三、物質(zhì)波的

3、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 1927年戴維孫和年戴維孫和G.P.湯姆孫分別利用湯姆孫分別利用_做了電子束衍射的實(shí)驗(yàn)，得到了電子的衍射圖做了電子束衍射的實(shí)驗(yàn)，得到了電子的衍射圖樣，證實(shí)了電子的樣，證實(shí)了電子的_性性晶體晶體波動(dòng)波動(dòng)核心要點(diǎn)突破核心要點(diǎn)突破一、對光的波粒二象性的理解一、對光的波粒二象性的理解1光的粒子性的含義光的粒子性的含義粒子的含義是粒子的含義是“不連續(xù)不連續(xù)”“”“一份一份一份一份”的，光的的，光的粒子即光子，不同于宏觀概念的粒子，但也具有粒子即光子，不同于宏觀概念的粒子，但也具有動(dòng)量和能量動(dòng)量和能量(1)當(dāng)光同物質(zhì)發(fā)生作用時(shí)，表現(xiàn)出粒子的性質(zhì)當(dāng)光同物質(zhì)發(fā)生作用時(shí)，表現(xiàn)出粒子的性質(zhì)(2)少量或個(gè)

4、別光子易顯示出光的粒子性少量或個(gè)別光子易顯示出光的粒子性(3)頻率高，波長短的光，粒子性特征顯著頻率高，波長短的光，粒子性特征顯著 2光的波動(dòng)性的含義光的波動(dòng)性的含義 光的波動(dòng)性是光子本身的一種屬性，它不同于宏光的波動(dòng)性是光子本身的一種屬性，它不同于宏觀的波，它是一種概率波，即光子在空間各點(diǎn)出觀的波，它是一種概率波，即光子在空間各點(diǎn)出現(xiàn)的可能性大小現(xiàn)的可能性大小(概率概率)可用波動(dòng)規(guī)律描述：可用波動(dòng)規(guī)律描述： (1)足夠能量的光足夠能量的光(大量光子大量光子)在傳播時(shí)，表現(xiàn)出波在傳播時(shí)，表現(xiàn)出波的性質(zhì)的性質(zhì) (2)頻率低，波長長的光，波動(dòng)性特征顯著頻率低，波長長的光，波動(dòng)性特征顯著 3光的波動(dòng)

5、性，粒子性是統(tǒng)一的光的波動(dòng)性，粒子性是統(tǒng)一的 (1)光的粒子性并不否定光的波動(dòng)性，光既具有波光的粒子性并不否定光的波動(dòng)性，光既具有波動(dòng)性，又具有粒子性，波動(dòng)性、粒子性都是光的動(dòng)性，又具有粒子性，波動(dòng)性、粒子性都是光的本身屬性，只是在不同條件下的表現(xiàn)不同本身屬性，只是在不同條件下的表現(xiàn)不同 (2)只有從波粒二象性的角度，才能統(tǒng)一說明光的只有從波粒二象性的角度，才能統(tǒng)一說明光的各種行為各種行為 特別提醒：特別提醒：光子說并不否認(rèn)光的電磁說光子說并不否認(rèn)光的電磁說 (1)按光子說，光子的能量按光子說，光子的能量Eh，其中，其中表示光表示光的頻率，即表示了波的特征的頻率，即表示了波的特征 (2)從光子

6、說或電磁說推導(dǎo)光子動(dòng)量以及光速都得從光子說或電磁說推導(dǎo)光子動(dòng)量以及光速都得到一致的結(jié)論到一致的結(jié)論 二、對德布羅意物質(zhì)波的理解二、對德布羅意物質(zhì)波的理解 1任何物體，小到電子、質(zhì)子，大到行星、太陽任何物體，小到電子、質(zhì)子，大到行星、太陽都存在波動(dòng)性，我們之所以觀察不到宏觀物體的都存在波動(dòng)性，我們之所以觀察不到宏觀物體的波動(dòng)性，是因?yàn)楹暧^物體對應(yīng)的波長太小的緣波動(dòng)性，是因?yàn)楹暧^物體對應(yīng)的波長太小的緣故故 2德布羅意波是一種概率波，粒子在空間各處出德布羅意波是一種概率波，粒子在空間各處出現(xiàn)的概率受波動(dòng)規(guī)律支配，不要以宏觀觀點(diǎn)中的現(xiàn)的概率受波動(dòng)規(guī)律支配，不要以宏觀觀點(diǎn)中的波來理解德布羅意波波來理解德

7、布羅意波 3德布羅意假說是光子的波粒二象性的一種推廣，德布羅意假說是光子的波粒二象性的一種推廣，使之包括了所有的物質(zhì)粒子，即光子與實(shí)物粒子使之包括了所有的物質(zhì)粒子，即光子與實(shí)物粒子都具有粒子性，又都具有波動(dòng)性，與光子對應(yīng)的都具有粒子性，又都具有波動(dòng)性，與光子對應(yīng)的波是電磁波，與實(shí)物粒子對應(yīng)的波是物質(zhì)波波是電磁波，與實(shí)物粒子對應(yīng)的波是物質(zhì)波課堂互動(dòng)講練課堂互動(dòng)講練對光的波粒二象性的理解對光的波粒二象性的理解對于光的行為，下列說法正確的是對于光的行為，下列說法正確的是()A個(gè)別光子的行為表現(xiàn)為粒子性，大量光子的行個(gè)別光子的行為表現(xiàn)為粒子性，大量光子的行為表現(xiàn)為波動(dòng)性為表現(xiàn)為波動(dòng)性B光的波動(dòng)性是光子

8、本身的一種屬性，不是光子光的波動(dòng)性是光子本身的一種屬性，不是光子之間的相互作用引起的之間的相互作用引起的 C光表現(xiàn)出波動(dòng)性時(shí)，就不具有粒子性了，光光表現(xiàn)出波動(dòng)性時(shí)，就不具有粒子性了，光表現(xiàn)出粒子性時(shí)，就不具有波動(dòng)性了表現(xiàn)出粒子性時(shí)，就不具有波動(dòng)性了 D光的波粒二象性應(yīng)理解為：在某種場合下光光的波粒二象性應(yīng)理解為：在某種場合下光的波動(dòng)性表現(xiàn)明顯，在另外某種場合下，光的的波動(dòng)性表現(xiàn)明顯，在另外某種場合下，光的粒子性表現(xiàn)明顯粒子性表現(xiàn)明顯 【精講精析精講精析】個(gè)別光子的行為表現(xiàn)為粒子性，個(gè)別光子的行為表現(xiàn)為粒子性，大量光子的行為表現(xiàn)為波動(dòng)性，大量光子的行為表現(xiàn)為波動(dòng)性，A選項(xiàng)正確；光與選項(xiàng)正確；光與

9、物質(zhì)作用，表現(xiàn)為粒子性，光的傳播表現(xiàn)出波動(dòng)物質(zhì)作用，表現(xiàn)為粒子性，光的傳播表現(xiàn)出波動(dòng)性，光的波動(dòng)性與粒子性都是光的本質(zhì)屬性，因性，光的波動(dòng)性與粒子性都是光的本質(zhì)屬性，因?yàn)椴▌?dòng)性表現(xiàn)為粒子的分布概率，光的粒子性表為波動(dòng)性表現(xiàn)為粒子的分布概率，光的粒子性表現(xiàn)明顯時(shí)仍具有波動(dòng)性，因?yàn)榇罅苛Ｗ拥膫€(gè)別行現(xiàn)明顯時(shí)仍具有波動(dòng)性，因?yàn)榇罅苛Ｗ拥膫€(gè)別行為呈現(xiàn)出波動(dòng)規(guī)律，為呈現(xiàn)出波動(dòng)規(guī)律，B、D選項(xiàng)正確選項(xiàng)正確 【答案答案】ABD 【方法總結(jié)方法總結(jié)】光的波粒二象性是指光具有波光的波粒二象性是指光具有波動(dòng)性，又具有粒子性，有時(shí)波動(dòng)性更明顯，有動(dòng)性，又具有粒子性，有時(shí)波動(dòng)性更明顯，有時(shí)粒子性則更明顯，但是，波動(dòng)性和

10、粒子性是時(shí)粒子性則更明顯，但是，波動(dòng)性和粒子性是不可分割的，是從不同角度所觀察到的不同性不可分割的，是從不同角度所觀察到的不同性質(zhì)質(zhì) 變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練1下列說法正確的是下列說法正確的是() A有的光是波，有的光是粒子有的光是波，有的光是粒子 B光子與電子是同樣的一種粒子光子與電子是同樣的一種粒子 C光的波長越長，其波動(dòng)性越顯著；波長越光的波長越長，其波動(dòng)性越顯著；波長越短，其粒子性越顯著短，其粒子性越顯著 D射線具有顯著的粒子性，不具有波動(dòng)性射線具有顯著的粒子性，不具有波動(dòng)性 解析：解析：選選C.光同時(shí)具有波動(dòng)性和粒子性，只是光同時(shí)具有波動(dòng)性和粒子性，只是在有的情況下波動(dòng)性更顯著，有的情況下粒

11、子在有的情況下波動(dòng)性更顯著，有的情況下粒子性更顯著波長越長，波動(dòng)性就更顯著，粒子性更顯著波長越長，波動(dòng)性就更顯著，粒子性就越不明顯，波長越短，粒子性就更顯著，性就越不明顯，波長越短，粒子性就更顯著，波動(dòng)性就越不明顯，只有波動(dòng)性就越不明顯，只有C選項(xiàng)正確選項(xiàng)正確一質(zhì)量為一質(zhì)量為450 g的足球以的足球以10 m/s的速度在空的速度在空中飛行；一個(gè)初速度為零的電子，通過電壓為中飛行；一個(gè)初速度為零的電子，通過電壓為100 V的電場加速試分別計(jì)算它們的德布羅意波的電場加速試分別計(jì)算它們的德布羅意波長其中，電子質(zhì)量為長其中，電子質(zhì)量為9.11031 kg，普朗克常，普朗克常量量h6.631034 Js

12、.物質(zhì)波的理解與計(jì)算物質(zhì)波的理解與計(jì)算 【答案答案】1.471034 m1.21010 m 【方法總結(jié)方法總結(jié)】(1)一切運(yùn)動(dòng)的物體都具有波一切運(yùn)動(dòng)的物體都具有波動(dòng)性；動(dòng)性； (2)宏觀物體質(zhì)量大動(dòng)量大，波長極小，難觀宏觀物體質(zhì)量大動(dòng)量大，波長極小，難觀測，但不能認(rèn)為沒有波動(dòng)性測，但不能認(rèn)為沒有波動(dòng)性 變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練2根據(jù)物質(zhì)波理論，以下說法中正根據(jù)物質(zhì)波理論，以下說法中正確的是確的是() A微觀粒子有波動(dòng)性，宏觀物體沒有波動(dòng)性微觀粒子有波動(dòng)性，宏觀物體沒有波動(dòng)性 B宏觀物體和微觀粒子都具有波動(dòng)性宏觀物體和微觀粒子都具有波動(dòng)性 C宏觀物體的波動(dòng)性不易被人觀察到是因?yàn)楹暧^物體的波動(dòng)性不易被人觀察到是因?yàn)樗牟ㄩL太長它的波長太長 D速度相同的質(zhì)子和電子相比，電子的波動(dòng)速度相同的質(zhì)子和電子相比，電子的波動(dòng)性更為明顯性更為明顯 解析：解析：選選BD.一切運(yùn)動(dòng)的物體都有一種物質(zhì)波與一切運(yùn)動(dòng)的物體都有一種物質(zhì)波與它對應(yīng)，所以宏觀物體和微觀粒子都具有波動(dòng)它對應(yīng)，所以宏觀物體和微觀粒子都具有波動(dòng)性，性，A選項(xiàng)錯(cuò)誤，選項(xiàng)錯(cuò)誤，B選項(xiàng)正確宏觀物體的物質(zhì)選項(xiàng)正確宏觀物體的物質(zhì)波波長很短，不易觀察