高中物理第十七章波粒二象性4概率波學(xué)案新人教版選修3-5

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1、4概率波知退本技能；拿牡駅*ic乏斤了可石了FEE幣iWF疋Q1.經(jīng)典的粒子和經(jīng)典的波(1)經(jīng)典的粒子①有一定的空間大小，有一定的質(zhì)量，有的帶有電荷。②遵守牛頓運(yùn)動(dòng)定律，能確定其在以后任意時(shí)刻的位置和速度，能確定在空間的運(yùn)動(dòng)軌跡。(2)經(jīng)典的波①經(jīng)典的波是在空間彌散開來的，其特征是具有波長(zhǎng)和頻率，即具有時(shí)空的周期性。②只是某種運(yùn)動(dòng)形式的傳播，不具有物質(zhì)性?！纠?】下列說法正確的是()A.惠更斯提出的光的波動(dòng)說與麥克斯韋的光的電磁說都是說光是一種波，其本質(zhì)是相同的B.牛頓提出的光的微粒說與愛因斯坦的光子

2、說都是說光是一份一份不連續(xù)的，其實(shí)質(zhì)是相同的C.惠更斯的波動(dòng)說與牛頓的微粒說也是說光具有波粒二彖性D.愛因斯坦的光子說與麥克斯韋的光的電磁說揭示了光既具有波動(dòng)性又具有粒子性解析：惠更斯提出的波動(dòng)說和麥克斯韋的電磁說有著本質(zhì)的不同，前者仍將光看做機(jī)械波，認(rèn)為光在太空屮是借助一種特殊介質(zhì)“以太”傳播的，而后者說光波只是電磁波而不是機(jī)械波，可以不借助于任何介質(zhì)而傳播，A選項(xiàng)錯(cuò)誤。牛頓提出的微粒說和愛因斯坦的光子說也是有本質(zhì)區(qū)別的，前者認(rèn)為光是由一個(gè)個(gè)特殊的實(shí)物粒子構(gòu)成的，而愛因斯坦提出的光子不是像宏觀粒子那

3、樣有一定形狀和體積的實(shí)物粒子，它只強(qiáng)調(diào)光的不連續(xù)性。光是由一份一份組成的，B選項(xiàng)錯(cuò)誤。惠更斯的波動(dòng)說和牛頓的微粒說都是以宏觀物體為模型提出的，是對(duì)立的、不統(tǒng)一的，C選項(xiàng)錯(cuò)誤。據(jù)光的波粒二象性知，D選項(xiàng)正確。答案：D釋疑點(diǎn)波粒二象性要正確理解光的波粒二象性的含義，不能把宏觀的“波”與“粒子”的概念與微觀的“波”與“粒子”的概念混淆，要注意建立微觀領(lǐng)域的認(rèn)識(shí)，逐步建立起一個(gè)全新的微觀世界的模型，從而正確地理解波粒二象性的含義。2.概率波(1)光波是一種概率波光的波動(dòng)性不是光子之間相互作用引起的而是光子自身

4、固有的性質(zhì)，光子在空間出現(xiàn)的概率可以通過波動(dòng)的規(guī)律來確定，所以光波是一種概率波。(2)物質(zhì)波也是概率波電子和其他微觀粒子同樣具有波粒二象性，所以與它們相聯(lián)系的物質(zhì)波也是概率波?！纠?】下列說法正確的是()A.光波是一種概率波B.光波是一種電磁波C.單色光從光密介質(zhì)進(jìn)入光毓介質(zhì)時(shí)，光子的能量改變D.光從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)時(shí)，光的波長(zhǎng)不變解析：光具有波粒二象性，既具有波動(dòng)性，又具有粒子性，光在空I'可各點(diǎn)出現(xiàn)的可能性的大小(概率)，可以用波動(dòng)規(guī)律來描述，因而光是一種概率波，故A選項(xiàng)正確。而由光的電磁說可

5、知光是一種電磁波，故B選項(xiàng)正確。當(dāng)波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種不同折射率的介質(zhì)中時(shí)，光的頻率不變，而光子的能量e=hv,取決于頻率，故C選項(xiàng)錯(cuò)。但由于介質(zhì)不同，因而光的傳播速度就不相同，由波長(zhǎng)、波速和頻率的關(guān)系可知，光波的波長(zhǎng)也就相應(yīng)地發(fā)生變化，故D選項(xiàng)錯(cuò)。答案：AB謹(jǐn)茶方法E癢亭能力0?合駁識(shí)方法.免迂餌息能力?3.對(duì)概率波的理解(1)單個(gè)粒子運(yùn)動(dòng)的偶然性：我們能夠知道粒子出現(xiàn)在某點(diǎn)的概率，但不能預(yù)言粒子落在什么位置，即粒子達(dá)到什么位置是隨機(jī)的，是不可預(yù)定的。它不同于宏觀物體。從課本圖17-4-2(甲)可

6、以看出，少量光子的行為無法預(yù)測(cè)，表現(xiàn)出粒子性的一面。(2)大量粒子運(yùn)動(dòng)的必然性：由波動(dòng)規(guī)律，我們可以準(zhǔn)確地知道，大量粒子運(yùn)動(dòng)時(shí)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，因此我們可以對(duì)宏觀現(xiàn)象進(jìn)行預(yù)言。從課本17?4?2(丙)圖可看出，大量光子的行為表現(xiàn)出波動(dòng)性的一面。在干涉條紋中，光波強(qiáng)度大的地方，是光子到達(dá)機(jī)會(huì)大的地方，即光子出現(xiàn)概率大的地方；光波強(qiáng)度小的地方，是光子到達(dá)機(jī)會(huì)小的地方，即光子到達(dá)概率小的地方。(3)概率波體現(xiàn)了波粒二象性的和諧統(tǒng)一：概率波的主體是光子、實(shí)物粒子，體現(xiàn)了粒子性的一面，同時(shí)粒子在某一位置出現(xiàn)的概率受波

7、動(dòng)規(guī)律支配，體現(xiàn)了波動(dòng)性的一面，所以說，概率波將波動(dòng)性和粒子性統(tǒng)一在一起?！纠?-1]電子的運(yùn)動(dòng)受波動(dòng)性的支配，對(duì)于氫原子的核外電子，下列說法正確的是()A.孩原子的核外電子可以用確定的坐標(biāo)描述它們?cè)谠又械奈恢肂.電子繞核運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律確定它的軌道C.電子繞核運(yùn)動(dòng)的“軌道”其實(shí)是沒有意義的D.電子軌道只不過是電子出現(xiàn)的概率比較大的位置解析：微觀粒子的波動(dòng)性是一種概率波，對(duì)應(yīng)微觀粒子的運(yùn)動(dòng)，牛頓運(yùn)動(dòng)定律已經(jīng)不適用了，所以氫原子的核外電子不能用確定的坐標(biāo)描述它們?cè)谠又械奈恢?，電子的“軌?/p>

8、”其實(shí)是沒有意義的，電子軌道只不過是電子出現(xiàn)的概率比較大的位置，綜上所述C、D正確。答案：CD【例3-2]-顆地面附近的質(zhì)量為刃的人造地球衛(wèi)星，其徳布羅意波長(zhǎng)為,一個(gè)處于基態(tài)的氫原子核外電子的德布羅意波長(zhǎng)為o(地球半徑為C重力加速度為馬,基態(tài)時(shí)電子軌道半徑為門電子質(zhì)量為佩)解析：近地衛(wèi)星的速度卩=匝,Ftl德布羅意波長(zhǎng)公式得。.hh電子繞核運(yùn)動(dòng)所需向心力由庫侖力來提供,實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)表現(xiàn)說明光的波動(dòng)性干涉和衍射1?大量光子在傳播時(shí)?表現(xiàn)出波的性質(zhì)2?光是一種概