高中物理 第17章 第3節(jié) 粒子的波動性課件 新人教版選修3-5.ppt

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成才之路 物理,路漫漫其修遠(yuǎn)兮 吾將上下而求索,人教版 選修3-5,波粒二象性,第十七章,第三節(jié) 粒子的波動性,第十七章,如圖所示是一臺電子顯微鏡，豎直圓筒的上、下兩端分別裝著負(fù)極和正極，電壓可高達(dá)1106V。它的分辨本領(lǐng)很高，可以看清大小為0.2nm的物體。 你知道電子顯微鏡的分辨本領(lǐng)與哪些因素有關(guān)嗎？,1.光的本性 (1)19世紀(jì)初托馬斯楊、菲涅耳、馬呂斯等分別觀察到了光的_____、_____和偏振現(xiàn)象。 (2)19世紀(jì)60年代和80年代，麥克斯韋和赫茲先后從理論上和實驗上確認(rèn)了光的________本質(zhì)。 (3)光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)揭示了光的________。,光的波粒二象性,干涉,衍射,電磁波,粒子性,粒子,波動,1.德布羅意波 任何一種實物粒子都和一個波相聯(lián)系，這種波被稱為德布羅意波，也叫_____波。 2．物質(zhì)波的波長和頻率 波長公式λ＝_____，頻率公式ν＝_____。 3．物質(zhì)波的實驗驗證 (1)實驗探究思路 干涉、衍射是_____特有的現(xiàn)象，如果實物粒子具有波動性，則在一定條件下，也應(yīng)該發(fā)生_____或_____現(xiàn)象。,粒子的波動性,物質(zhì),波,干涉,衍射,(2)實驗驗證 1927年戴維孫和G.P.湯姆孫分別利用晶體做了__________的實驗，得到了類似下圖的_____圖樣，從而證實了電子的波動性。他們?yōu)榇双@得了1937年的諾貝爾物理學(xué)獎。,電子束衍射,衍射,一、光學(xué)發(fā)展史,二、對光的波粒二象性的理解,(海岳中學(xué)2014～2015學(xué)年高二下學(xué)期期中)人類對光的本性認(rèn)識的過程中先后進(jìn)行了一系列實驗，如圖所示的四個示意圖所表示的實驗說明光具有波動性的是________，說明光具有粒子性的是________。,答案：ABD，C 解析：C為光電效應(yīng)實驗，證明了光的粒子性；其余的三個實驗均證明了光的波動性。,德布羅意認(rèn)為任何運動著的物體均有波動性，可是我們觀察運動著的汽車，并未感覺到它的波動性。你如何理解該問題，談?wù)勛约旱恼J(rèn)識。,,答案：波粒二象性是微觀粒子的特殊規(guī)律，一切微觀粒子都存在波動性，宏觀物體(汽車)也存在波動性，只是因為宏觀物體質(zhì)量大，動量大，波長短，難以觀測，而微觀粒子如電子、質(zhì)子、中子以及原子、分子的波動性為宏觀物體具有波動性奠定了事實基礎(chǔ)。,下列有關(guān)光的波粒二象性的說法中，正確的是( ) A．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 C．光的波長越長，其波動性越顯著；波長越短，其粒子性越顯著 D．大量光子的行為往往顯示出粒子性,對光的波粒二象性的理解,解析：一切光都具有波粒二象性，光的有些行為(如干涉、衍射)表現(xiàn)出波動性，光的有些行為(如光電效應(yīng))表現(xiàn)出粒子性，所以，不能說有的光是波，有的光是粒子。 雖然光子與電子都是微觀粒子，都具有波粒二象性，但電子是實物粒子，有靜止質(zhì)量，光子不是實物粒子，沒有靜止質(zhì)量，電子是以實物形式存在的物質(zhì)，光子是以場形式存在的物質(zhì)，所以，不能說光子與電子是同樣的一種粒子。,光的波粒二象性的理論和實驗表明，大量光子的行為表現(xiàn)出波動性，個別光子的行為表現(xiàn)出粒子性。光的波長越長，衍射性越好，衍射性越好，即波動性越顯著，光的波長越短，其光子能量越大，個別或少數(shù)光子的作用就足以引起光接收裝置的反應(yīng)，所以其粒子性就很顯著，故選項C正確，A、B、D錯誤。 答案：C,點評：在宏觀現(xiàn)象中，波與粒子是對立的概念，而在微觀世界中，波與粒子可以統(tǒng)一。由于我們的經(jīng)驗局限于宏觀物體的運動，微觀世界的某些屬性與宏觀世界不同，我們從來沒有過類似的經(jīng)歷，光既不是宏觀觀念的波，也不是宏觀觀念的粒子，光具有波粒二象性是指光在傳播過程中和同其他物質(zhì)作用時分別表現(xiàn)出波和粒子的特性。,質(zhì)量為10g，速度為300m/s在空中飛行的子彈，其德布羅意波波長是多少？為什么我們無法觀察出其波動性？如果能夠用特殊的方法觀察子彈的波動性，我們是否能看到子彈上下或左右顫動著前進(jìn)，在空間中描繪出正弦曲線或其他周期性曲線？為什么？ 解析：根據(jù)德布羅意的觀點，任何運動著的物體都有一種波和它對應(yīng)，飛行的子彈必有一種波與之對應(yīng)，由于子彈的德布羅意波長極短，我們不能觀察到其衍射現(xiàn)象，由于德布羅意波是一種概率波，僅是粒子在空間出現(xiàn)的概率遵從波動規(guī)律，而非粒子做曲線運動。,對物質(zhì)波的理解和計算,(河北邢臺一中2014～2015學(xué)年高二下學(xué)期檢測)利用金屬晶格(大小約10－10m)作為障礙物觀察電子的衍射圖樣，方法是讓電子通過電場加速，然后讓電子束照射到金屬晶格上，從而得到電子的衍射圖樣。已知電子質(zhì)量為m、電量為e、初速度為零，加速電壓為U，普朗克常量為h，則下列說法中正確的是( ),