第6章 第2节 实物粒子的波粒二象性（课件）-【优化探究】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第三册同步导学案（鲁科版2019）

第2节　实物粒子的波粒二象性 选择性必修第三册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 [学科素养与目标要求] 物理观念：1.了解粒子的波动性，知道物质波的概念。 2．了解什么是德布罗意波，会解释有关现象。 科学态度与责任：学会用辩证的观点看待问题，认识到物理学各种观点的局限性。 选择性必修第三册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 必备知识 自主学习 关键能力 合作探究 课时作业 巩固演练 课堂检测 素养达标 选择性必修第三册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 物质波 大 小 选择性必修第三册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 2．实验探索 (1)实验探究思路：_____、衍射是波特有的现象，如果实物粒子具有波动性，则在一定条件下，也应该发生______或衍射现象。 (2)实验验证：1927年戴维孙和汤姆孙分别利用晶体做了电子束衍射的实验，得到了电子的衍射图样，证明了电子具有________。 干涉 干涉 波动性 选择性必修第三册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 不确定性 位置 动量 普朗克常量 选择性必修第三册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 自主评价——————————————————— 1．判断下列说法的正误。 (1)一切宏观物体都伴随一种波，即物质波。(　　) (2)电子的衍射现象证实了实物粒子具有波动性。(　　) (3)湖面上的水波就是物质波。(　　) (4)光子通过狭缝后落在屏上的位置是可以确定的。(　　) (5)光子通过狭缝后落在屏上亮条纹处的概率大些。(　　) (6)电子通过狭缝后运动的轨迹是确定的。(　　) × √ × × √ × 选择性必修第三册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 2．质量为1 000 kg的小汽车以v＝40 m/s的速度在高速公路上行驶，则估算小汽车的德布罗意波长为________m。 答案：1.66×10－38 选择性必修第三册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 要点1　粒子的波动性 [探究导入]　(1)如图是电子束通过铝箔后的衍射图样，结合图样及课本内容回答下列问题： ①德布罗意提出“实物粒子也具有波动性”假设的理论基础是什么？ ②电子束穿过铝箔的衍射图样说明了什么？ 选择性必修第三册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 (2)德布罗意认为任何运动着的物体均具有波动性，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。 提示：(1)①普朗克能量子假说和爱因斯坦光子理论。 ②电子具有波动性。 (2)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，产生的物质波的波长短，难以观测。 选择性必修第三册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 选择性必修第三册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 [典例1]　(多选)根据物质波理论，以下说法中正确的是(　　) A．微观粒子有波动性，宏观物体没有波动性 B．宏观物体和微观粒子都具有波动性 C．宏观物体的波动性不易被人观察到是因为它的波长太长 D．速度相同的质子和电子相比，电子的波动性更为明显 选择性必修第三册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 [答案]　BD 选择性必修第三册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 选择性必修第三册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 1．关于物质波，下列说法正确的是(　　) A．速度相等的电子和质子，电子的波长长 B．动能相等的电子和质子，电子的波长短 C．动量相等的电子和中子，中子的波长短 D．如果甲、乙两电子的速度远小于光速，甲电子的速度是乙电子的3倍，则甲电子的波长也是乙电子的3倍 选择性必修第三册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 答案：A 选择性必修第三册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 要点2　不确定性关系 [探究导入]　(1)如果光子是经典的粒子，它在从光源飞出后应该做匀速直线运动，它在屏上的落点应该在缝的投影之内，即屏上亮条纹宽度与缝宽相同。但是实际上，它到达屏上的位置超出了单缝投影的范围，形成了中间宽、两侧窄、明暗相间的衍射条纹，如图所示。 微观粒子的运动是否遵循牛顿运动定律？能否用经典物理学的方法准确确定粒子到达屏上的位置和动量？ 选择性必修第三册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 (2)单缝衍射时，屏上各点的亮度反映了粒子到达这点的概率。图示是粒子到达屏上的概率在坐标系中的表示。 ①如果狭缝变窄，粒子的衍射图样中，中央亮条纹 变宽。这说明当粒子的位置不确定量减小时，动量 的不确定量如何变化？ ②通过狭缝后，单个粒子的运动情况能否预知？粒子出现在屏上的位置遵循什么规律？ ③粒子位置的不确定量Δx与动量的不确定量Δp有什么关系？ 选择性必修第三册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 选择性必修第三册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 1．粒子位