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【课堂新坐标】2016-2017学年高中物理沪科版选修3-5课件:第2章 2.3+4 实物是粒子还是波_图文

知 识 点 一 知 识 点 三 2.3 2.4 知 识 点 二 光是波还是粒子 实物是粒子还是波 学 业 分 层 测 评 学 习 目 标 1.理解光既具有波动性又有粒子性的观 点,知道光是一种概率波.(重点) 2.理解实物粒子和光一样都具有波粒二 象性,知道德布罗意波,会计算其波 长.(重点) 3.会从能量、动量、波长、频率的角度 分析波和粒子之间的联系.(难点) 4.了解不确定关系的概念和相关计算.(难 点) 知 识 脉 络 光的波粒二象性 [先填空] 1.光的本性 光是波, 同时 也是粒子,即光具有 2.光是一种 概率 波. 波粒二象性 . 3.光子的能量和动量的公式E= hν h 和p= λ 是光的波粒二象性的反映,式中 h把描写光的 粒子性 的能量E、动量p,与描写光的 波动性 联系了起来. 的频率ν、波长λ紧密 [再判断] 1.光的干涉、衍射现象说明光具有波动性.( √ ) 2.光子数量越大,其粒子性越明显.( × ) 3.光具有粒子性,但光子又不同于宏观观念的粒子.( √ ) [后思考] 认识光的波粒二象性,应从微观角度还是宏观角度? 【提示】 应从微观的角度建立光的行为图像,认识光的波粒二象性. [核心点击] 1.光的粒子性的含义 粒子的含义是“不连续”“一份一份”的,光的粒子即光子,不同于宏观概 念的粒子,但也具有动量和能量. (1)当光同物质发生作用时,表现出粒子的性质. (2)少量或个别光子易显示出光的粒子性. (3)频率高,波长短的光,粒子性特征显著. 2.光的波动性的含义 光的波动性是光子本身的一种属性,它不同于宏观的波,它是一种概率波, 即光子在空间各点出现的可能性大小(概率)可用波动规律描述. (1)足够能量的光(大量光子)在传播时,表现出波的性质. (2)频率低,波长长的光,波动性特征显著. 3.光的波动性,粒子性是统一的 (1)光的粒子性并不否定光的波动性,光既具有波动性,又具有粒子性,波动 性、粒子性都是光的本质属性,只是在不同条件下的表现不同. (2)只有从波粒二象性的角度,才能说明光的各种行为. 1.关于光的本性,下列说法中正确的是 ( ) A.关于光的本性,牛顿提出“微粒说”.惠更斯提出“波动说”,爱因斯坦 提出“光子说”,它们都说明了光的本性 B.光具有波粒二象性是指:既可以把光看成宏观概念上的波,也可以看成微 观概念上的粒子 C.光的干涉、衍射现象说明光具有波动性 D.光电效应说明光具有粒子性 E.波粒二象性是光的属性 【解析】 光的波动性指大量光子在空间各点出现的可能性的大小可以用波 动规律来描述,不是惠更斯的波动说中宏观意义下的机械波,光的粒子性是指光 的能量是一份一份的,每一份是一个光子,不是牛顿微粒说中的经典微粒.某现象 说明光具有波动性,是指波动理论能解释这一现象.某现象说明光具有粒子性,是 指能用粒子说解释这个现象.要区分说法和物理史实与波粒二象性之间的关系.C、 D、E正确,A、B错误. 【答案】 CDE 2.关于光的波粒二象性的理解正确的是 ( ) A.大量光子的行为往往表现出波动性,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.光在传播时波动性显著,而与物质相互作用时粒子性显著 D.高频光是粒子,低频光是波 E.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 【解析】 光的波粒二象性指光有时候表现出的粒子性较明显,有时候表现 出的波动性较明显,E正确;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,A正确;光在传播时波动性显著,光与物质相互作用时粒 子性显著,B错误C正确;频率高的光粒子性显著,频率低的光波动性显著,D错 误. 【答案】 ACE (1)光既有波动性又有粒子性,二者是统一的. (2)光表现为波动性,只是光的波动性显著,粒子性不显著而已. (3)光表现为粒子性,只是光的粒子性显著,波动性不显著而已. 德 布 罗 意 波 及 实 验 验 证 [先填空] 1.德布罗意波 任何一个 运动着 也叫德布罗意波. 2.物质波的波长、动量关系式 h λ= p . 的物体,都有一种波与它相伴随.这种波称为 物质 波, 3.物质波的实验验证 1927年戴维孙和革末分别利用晶体做了电子衍射的实验,得到了电子 的 衍射图样 ,证实了电子的波动性. 4.物质波的本性 物质波与光波一样,也是 概率波 . 5.德布罗意理论的意义 波粒二象性揭示了物质世界的 普遍属性 ,启示人们在对电子这类微观粒子 进行研究时,不能再局限在 经典物理学 的框架内,从而为量子力学的建立奠定了 坚实的基础. [再判断] 1.一切宏观物体都伴随一种波,即物质波.( × ) 2.湖面上的水波就是物质波.( × ) 3.电子的衍射现象证实了实物粒子具有波动性.( √ ) [后思考] 既然德布罗意提出了物质波的概念,为什么我们生活中却体会不到? 【提示】 平时所见的宏观物体的质量比微观粒子的质量大得多,运动的动 h 量很大,由λ= p 可知,它们对应的物质波波长很小,因此,无法观察到它们的波 动性. [核心点击] 1.物质的分类 (1)由分子、原子、电子、质子及由这些粒子组成的物质. (2)“场”也是物质,像电场、磁场、电磁场这种看不见的,不是由实物粒子 组成的,而是一种客观存在的特殊物质. 2.物质波的普遍性 任何物体,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的缘故. 3.概率波体现了波粒二象性的和谐统一 概率波的主体是光子、实物粒子,体现了粒子性的一面;同时粒子在某一位 置出现的概率受波动规律支配,体现了波动性的一面,所以说,概率波将波动性 和粒子性统一在一起. 4.求解物质波波长的方法 (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.

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