4.5粒子的波动性和量子力学的建立学案-2021-2022学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册

5．粒子的波动性和量子力学的建立 核心素养目标 物理观念：德布罗意波的波长和粒子动量关系． 科学思维：量子力学的建立过程． 科学探究：了解电子衍射实验，了解创造条件来进行有关物理实验的方法． 科学态度与责任：科学真知的得到并非一蹴而就，需要经过一个较长的历史发展过程，不断得到纠正与修正．通过相关理论的实验验证，逐步形成严谨求实的科学态度． 知识点一、粒子的波动性 1．德布罗意波： (1)定义：每一个运动的粒子都与一个对应的波相联系，这种与实物粒子相联系的波后来被称为德布罗意波，也叫作物质波． (2)物质波波长、频率的计算公式：________，________. 2．我们之所以看不到宏观物体的波动性，是因为宏观物体的动量太大，德布罗意波长太________的缘故． 3．德布罗意假说是光的波粒二象性的推广，即光子和实物粒子都既具有粒子性又具有______，即具有波粒二象性．与光子对应的波是____波，与实物粒子对应的波是______． 知识点二、物质波的实验验证 1．1927年戴维森和汤姆孙分别利用晶体做了______衍射的实验，从而证实了______的波动性． 2．人们陆续证实了质子、中子以及原子、分子的波动性，对于这些粒子，德布罗意给出的__________和________关系同样正确． 拓展： 我们生活中却体会不到物质波的原因 平时所见的宏观物体的质量比微观粒子的质量大得多，运动的动量很大，由λ＝可知，它们对应的物质波的波长很短，因此，无法观察到它们的波动性． 如质量为m＝10－2kg、速度v＝500 m/s飞行的子弹，对应的德布罗意波长为：λ＝＝1.326×10－34 m. 知识点三、量子力学的建立 1．19、20世纪之交，人们在________、________、________等许多类问题中，都发现了经典物理学无法解释的现象． 德国物理家海森堡和玻恩等人对玻尔的氢原子理论进行了推广和改造，使之可以适用于更普遍的情况．他们建立的理论被称为________． 2．1926年，奥地利物理学家薛定谔提出了物质波满足的方程——________使玻尔理论的局限得以消除．由于这个理论的关键是物质波，因此被称为________． 3．1926年，薛定谔和美国物理学家埃卡特很快又证明，波动力学和矩阵力学在数学上是________的，它们是同一种理论的两种表达方式． 4．随