波粒二象性,學(xué)案

《波粒二象性,學(xué)案》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。

1、7選修3-5第十七章波粒二象性17.3粒子的波動(dòng)性17.4概率波。【教學(xué)目標(biāo)】1．知道光具有波粒二象性。2．知道物質(zhì)波的概念。3．知道微觀粒子的波動(dòng)性。4．知道經(jīng)典粒子與經(jīng)典波的特點(diǎn)。5．知道光和物質(zhì)波是一種概率波。重點(diǎn)：知道光具有波粒二象性。難點(diǎn)：物質(zhì)波是一種概率波【自主預(yù)習(xí)】1.光既具有波動(dòng)性，又具有粒子性，即光具有________。(1)大量光子產(chǎn)生的效果往往顯示出波動(dòng)性，個(gè)別光子產(chǎn)生的效果往往顯示粒子性。比如，干涉、衍射現(xiàn)象中，如果用強(qiáng)光照射，在光屏上立刻就出現(xiàn)了干涉、衍射條紋，波動(dòng)性體現(xiàn)了出來(lái)；如

2、果用很微弱的光照射，在感光屏上就只能觀察到一些分布毫無(wú)規(guī)律的光點(diǎn)，體現(xiàn)出了粒子性。但是如果在微弱的光照射時(shí)間加大的情況下，感光底片上光點(diǎn)的分布又會(huì)出現(xiàn)一定的規(guī)律性，傾向于干涉、衍射的分布規(guī)律。這些實(shí)驗(yàn)為人們認(rèn)識(shí)光的波粒二象性提供了良好的證據(jù)。(2)頻率低的光波動(dòng)性明顯，頻率高的光粒子性明顯。(3)光在傳播時(shí)容易表現(xiàn)出波動(dòng)性，在與其他物質(zhì)相互作用時(shí)，容易表現(xiàn)出明顯的粒子性。(4)光子說(shuō)不排斥波動(dòng)性，光子的能量的計(jì)算公式中就包含著波動(dòng)的因素——頻率。2．光子的能量ε和動(dòng)量p可以表示為ε＝________和p＝_

3、_______，它們是描述光的性質(zhì)的基本關(guān)系式，其中________是架起了粒子性與波動(dòng)性之間的橋梁。3．實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性，即每一個(gè)運(yùn)動(dòng)的粒子都與一個(gè)對(duì)應(yīng)的________相聯(lián)系，而且粒子的能量ε和動(dòng)量p跟它所對(duì)應(yīng)的波的頻率ν和波長(zhǎng)λ之間，也像光子跟光波一樣，遵從如下關(guān)系ν＝________和λ＝________，這種與實(shí)物粒子相聯(lián)系的波后來(lái)稱(chēng)為_(kāi)_______，也叫做物質(zhì)波。4．1927年戴維孫和G.P.湯姆孫分別利用________做了電子束衍射的實(shí)驗(yàn)，得到了衍射圖樣，從而證實(shí)了電子的_______

4、_。5.任意時(shí)刻的確定的________和________以及時(shí)空中的確定的軌道，是經(jīng)典物理學(xué)中粒子運(yùn)動(dòng)的基本特征。與經(jīng)典的粒子不同，經(jīng)典的波在空間是________的，其特征是具有________和________，也就是具有時(shí)間的周期性。6．光子在空間出現(xiàn)的概率可以通過(guò)________的規(guī)律確定。所以，從光子的概念上看，光波是一種________波。7．對(duì)于電子和其他微觀粒子，由于同樣具有________，所以與它們相聯(lián)系的物質(zhì)波也是________波。77【典型例題】一、光的波粒二象性【例1】對(duì)光的認(rèn)

5、識(shí)，以下說(shuō)法中正確的是(　　)A．個(gè)別光子的行為表現(xiàn)為粒子性，大量光子的行為表現(xiàn)為波動(dòng)性B．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C．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D．光的波粒二象性應(yīng)理解為：在某種情境下光的波動(dòng)性表現(xiàn)明顯，在另外某種情境下，光的粒子性表現(xiàn)明顯【例2】．關(guān)于對(duì)光的認(rèn)識(shí)，下列說(shuō)法正確的是(　　)A．頻率高的光是粒子，頻率低的光是波B．光有時(shí)是波，有時(shí)是粒子C．光有時(shí)候表現(xiàn)出波動(dòng)性，有時(shí)候表現(xiàn)出粒子性D．光既是宏觀概念中的波，也是宏觀

6、概念中的粒子二、物質(zhì)波的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證【例3】關(guān)于物質(zhì)波，下列認(rèn)識(shí)中錯(cuò)誤的是(　　)A．任何運(yùn)動(dòng)的物體(質(zhì)點(diǎn))都伴隨一種波，這種波叫物質(zhì)波B．X射線的衍射實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了物質(zhì)波假設(shè)是正確的C．電子的衍射實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了物質(zhì)波假設(shè)是正確的D．宏觀物體盡管可以看做物質(zhì)波，但它們不具有干涉、衍射等現(xiàn)象【例4】為了觀察晶體的原子排列，可以采用下列方法：(1)用分辨率比光學(xué)顯微鏡更高的電子顯微鏡成像(由于電子的物質(zhì)波波長(zhǎng)很短，能防止發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象，因此電子顯微鏡的分辨率高)；(2)利用X射線或中子束得到晶體的衍射圖樣，進(jìn)而分析出

7、晶體的原子排列。則下列分析中正確的是(　　)A．電子顯微鏡所利用的是電子的物質(zhì)波的波長(zhǎng)比原子尺寸小得多B．電子顯微鏡中電子束運(yùn)動(dòng)的速度應(yīng)很小C．要獲得晶體的X射線衍射圖樣，X射線波長(zhǎng)要遠(yuǎn)小于原子的尺寸D．中子的物質(zhì)波的波長(zhǎng)可以與原子尺寸相當(dāng)三、光波是概率波【例5】對(duì)于光的波粒二象性的說(shuō)法中，正確的是(　　)A．在一束傳播的光束中，有的光是波，有的光是粒子B．光子與電子同樣是一種粒子，光波與機(jī)械波同樣是一種波C．光的波動(dòng)性是由于光子間的相互作用而形成的D．光是一種波，同時(shí)也是一種粒子，光子說(shuō)并未否定電磁說(shuō)，在

8、光子的能量E＝hν中，頻率ν仍表示的是波的特征77【課后練習(xí)】1．人類(lèi)對(duì)光的本性的認(rèn)識(shí)經(jīng)歷了曲折的過(guò)程。下列關(guān)于光的本性的陳述符合科學(xué)規(guī)律或歷史事實(shí)的是(　　)A．牛頓的“微粒說(shuō)”與愛(ài)因斯坦的“光子說(shuō)”本質(zhì)上是一樣的B．光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)顯示了光具有波動(dòng)性C．麥克斯韋預(yù)言了光是一種電磁波D．光具有波粒二象性2．能說(shuō)明光具有波粒二象性的實(shí)驗(yàn)是(　　)A．光的干涉和衍射B．光的干涉和光電效應(yīng)C．光的衍射和康普頓效應(yīng)D．