第6章 第2节 实物粒子的波粒二象性-【导与练】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第三册同步全程学习全书word（鲁科版）

学科网书城画 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 第2节实物粒子的波粒二象性 [学习目标] 1.理解德布罗意波，会解释相关现象，并能进行相关计算。 2.了解实物粒子的波粒二象性及物质波的实验验证。 3.了解不确定性关系。 基础探究 形成概念，掌提新知 )知识梳理 知识点一德布罗意假说 1.德布罗意波：实物粒子也具有波动性，每一个运动的粒子都有一个 对应的波，人们称这种波为物质波或德布罗意波。 2.德布罗意关系 (1)粒子的能量E与相应的波的频率v之间的关系为Ehv。 (②)粒子的动量p与相应波长之间的关系为p。 知识点二对德布罗意假说的实验探索 1.实验验证。 1927年，戴维孙和汤姆孙分别用实验独立证实了电子的波动性。如图 为电子穿过多晶金箔的衍射图样。 2.1960年，约恩孙直接做了电子双缝干涉实验（如图），证实了电子具 有波动性。 ·独家授权侵权必究· 学科网书城画 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com● 您身边的互联网+教辅专家 知识点三不确定性关系 1.海森堡不确定性关系 在宏观世界中，一个物体的位置和动量是可以同时确定的。但在微观 世界中，粒子的位置和动量不能同时确定。德国物理学家海森堡研究 发现，这种不确定性存在如下关系： △x△p≥，式中，△x为位置的不确定范围，△p为动量的不确定范 围，h为普朗克常量，这个关系通常称为不确定性关系，也称为海森堡 不确定性关系。 2.说明 (1)对微观粒子，我们不可能同时准确地知道粒子的位置和动量。 (2)对宏观物体来说，这种不确定关系可忽略不计，故宏观物体的位置 和动量是可以同时确定的。 ②思考与自测 1.思考判断 (1)德布罗意认为实物粒子也具有波动性。（√） (2)向前飞行的子弹不具有波动性。(×) (3)微观粒子的位置不能精确确定。（×) 2.思维探究 电子束衍射实验为什么能够观察到衍射图样？有什么物理意义？ ·独家授权侵权必究 品牌书店·知名教辅·正版资源 学科网书城 驱身边的互联网+教辅专家 答案：电子的速度非常大；，质量比较小，电子的物质波波长较长，接近X 光的波长，因此能够观察到衍射图样。电子束衍射实验证明了实物粒 子具有波动性。 合作探究一突政要点，提升关键 要点一对波粒二象性的理解 ⑩问题情境 德布罗意认为任何运动着的物体均有波动性，可是我们观察运动着的 汽车，并未感觉到它的波动性。你如何理解该问题?谈谈自己的认识。 答案：波粒二象性是微观粒子的特殊规律，一切微观粒子都存在波动 性，宏观物体(汽车)也存在波动性，只是因为宏观物体质量大、动量大、 波长短，难以观测，而微观粒子如电子、质子、中子以及原子、分子的 波动性为宏观物体具有波动性奠定了事实基础。 ⑩θ纳拓展 1.任何物体，小到电子、质子，大到行星、太阳都存在波动性，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。 2.粒子在空间各处出现的概率受波动规律支配，不要以宏观观念中的 波来理解德布罗意波。 3.德布罗意假说是光子的波粒二象性的一种推广，使之包括了所有的 物质粒子，即光子与实物粒子都具有粒子性，又都具有波动性，与光子 对应的波是电磁波，与实物粒子对应的波是物质波。 [例1]下列说法中正确的是(c） A.物质波属于机械波 _____独家授权侵权必究_ 学科网书城画 品牌书店·知名教捕·正版资源 量b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 B.只有像电子、质子、中子这样的微观粒子才具有波动性 C.德布罗意认为，任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、 太阳都具有一种波和其对应，这种波叫作物质波 D.宏观物体运动时，看不到它的衍射或干涉现象，所以宏观物体运动 时不具有波动性 解析：物质波是一切运动着的物体所具有的波，与机械波性质不同，A 错误；宏观物体也具有波动性，只是干涉、衍射现象不明显，B、D错误， C正确。 。名师点拨 宏观物体波动性的三点提醒 (1)一切运动着的物体都具有波动性，我们观察不到宏观物体的波动 性，但并不否定其波动性。 (2)要注意大量光子、个别光子、宏观物体、微观粒子等相关概念的 区别。 (3)在宏观世界中，波与粒子是对立的概念：在微观世界中，波与粒子 可以统一。 [针对训练1](2022·江西南昌期末)（多选）电子衍射实验是荣获诺 贝尔奖的重大近代物理实验之一。如图甲所示是该实验装置的简化图， 如图乙所示为电子束的衍射图样，下列说法正确的是(ABD) ·独家授权侵权必究· 学科网书城画 品牌书店·知名教辅·正版资源 量b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 窄缝晶体（光栅） 甲 A.亮条纹是电子到达概率大的地方 B.该实验说明物质波理论是正确的 C.该实验再次说明光子具有波动性 D