第六章 相对论与量子论初步（学案二）-2020年高中同步教与学物理（鲁科版必修2）

高中同步教与学·学案(二) 第六章相对论与量子论初步 第2节量子世界 重点难点突破 (2)由于在气层相对于该惯性系以速度v=0.998c向上运 动,则在该惯性系中测得的大气层厚度可以由长度缩短效应的 1.知道狭义相对论的基本假设 公式来求,为l=l0 2.知道时间间隔的相对性; c2=6000×√1-0.9982m=378m 3.知道长度的相对性; 【例3】A、B、C是一个完全相同的时钟,A放在地面上,B 4.知道狭义相对论的两个结论 C分别放在两个火箭上,以速度w和vc朝同一个方向飞行,v 5.理解普朗克的量子假说,知道能量是不连续的; .地面上的观察者认为哪个时钟走得最慢?哪个时钟走得最 了解事物的连续性与分立性是相对的; 快 7.知道物质既具有波动性,又具有粒子性 典型例题分析 题型1对狭义相对论及原理和现象的考察 【例1】一列高速行驶的火车,当地面观察者看到火车首尾 解析如图所示,地面上的观察者认为C钟走得最慢,因为 A、B与地面A、B重合时,车上C点与AB的中点C重合.正在 这时,A、B两点发出光信号,地面C处观察者见到光从A、B发它相对于观察者的速度最大,根据公式△=可知 出是同时的.那么,在高速行驶的火车上中点C处的观察者是否 认为光从A、B发出也是同时的? 相对于观察得的速度越大,其上的时间进程越慢,地面钟 解析如图:因为光传播是要时间的,高速行驶的火车上中v=0,它所记录的两事件的时间间隔最大,即地面钟走得最快 点C'处的观察者先看到A点发出的光,后看到B点发出的光,所 答案C最慢,A最快 以他认为两点不是同时发光的 题型2对量子论问题的考察 【例4】下列关于光的波粒二象性的说法,正确的是( A.一東传播的光,有的光是波,有的光是粒子 光子与电子是同样的一种粒子 C.在一束光中,光子间的相互作用使光表现出波的性质 D.光是一种波,同时也是一种粒子,光子说并未否定电磁 说,在光子能量ε=hy中频率ν仍表示的是波的特性 解析光是一种波,同时也是一种粒子,光具有波粒二象性,是 指当光和物质作用时,是“一份一份”的,表现出粒子的性质:单个光 答案他认为光从A、B发出不是同时的 方规心在一惯性系中同时但不同地发生的两件事,在另出的可能可以用放动律来,光表观出的质程子性和 性系中观察时不会同时发生在一惯性系中不同时不同地波动性是光子本身的一种屬性,但并不是说先是像电子一样的粒子 发生的两件事,在另一惯性系中有可能同时发生;在一惯性系中或像机械波一样的波光子说并未否定电磁说 同时同地发生的事件,在别的惯性系中不一定同时发生 答案D 【例2】(1)x介子是一种带正电的不稳定粒子,在对x+介 子相对静止的参考系中测得它的寿命为τ=2.5×108s.一東 【例5】分别有波长为λ和λ的单色光照射同一金属板 以v=0.9c运动的π介子的寿命r,在实验室参考看来是多长?发出的光电子的最大初动能之比为1:2以h表示普朗克常量, (2)在宇宙射线中,一束介子以v=0.98c的速度朝地球c表示真空中的光速,则此金属板的逸出功为 方向飞行,该u介子产生位于6000m厚的大气层外,那么与 2入 B. 介子相对静止的参考系中观测到的在气层的厚度为多少? 解析(1)π介子固有寿命为τ=2.5×10-8s,则它在实验室 解析由Ek1=h1-W,Ea2=hy2 两式相比可得 参考系寿命τ可以由时钟延缓效应的公式来求:△t 所以B正确 答案B 2.5×10 =5.7×108s. 1-0.92