第4章 5 粒子的波动性和量子力学的建立（课件）-【创新思维】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第三册同步导学案（人教版2019）

5　粒子的波动性和量子力学的建立 人教物理 选择性必修 第三册 必备知识 自主探究 能力形成 合作探究 课时作业 知能提升 随堂巩固 提升练习 [学习目标]　1.知道德布罗意波、光有波动性和粒子性、量子力学等基本观点和相关实验证据。2.掌握光的波粒二象性，理解其对立统一关系并能应用波粒二象性解释有关现象，提高分析、推理能力。3.通过学习电子衍射与干涉的探究，学会观察与讨论，并能得出实验结论，提高动脑能力。4.学习科学家们探究物质波、建立量子力学的艰辛，坚持实事求是的科学态度，激发学习科学的兴趣。 人教物理 选择性必修 第三册 必备知识 自主探究 能力形成 合作探究 课时作业 知能提升 随堂巩固 提升练习 [情景导入]　我们说光具有波粒二象性，即光有波动性，同时光也具有粒子性，那么哪些现象可以证明光具有波动性？哪些现象证明光具有粒子性？大量光子体现的什么性更强？ 提示：光的干涉和衍射证明光具有波动性。光电效应、康普顿效应说明光具有粒子性。大量光子的作用效果往往表现为波动性。 人教物理 选择性必修 第三册 必备知识 自主探究 能力形成 合作探究 课时作业 知能提升 随堂巩固 提升练习 知识点一　粒子的波动性和物质波的实验验证 1．粒子的波动性 (1)德布罗意波：1924年法国物理学家德布罗意提出假设：实物粒子也具有________，每一个________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称为德布罗意波，也叫作________。 (2)物质波的波长、频率关系式： ν＝______，λ＝________。 波动性 运动 物质波 人教物理 选择性必修 第三册 必备知识 自主探究 能力形成 合作探究 课时作业 知能提升 随堂巩固 提升练习 2．物质波的实验验证 (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，也应该发生干涉或衍射现象。 (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实验，得到了________的衍射图样，如图所示，证实了________的波动性。 干涉 电子 电子 人教物理 选择性必修 第三册 必备知识 自主探究 能力形成 合作探究 课时作业 知能提升 随堂巩固 提升练习 波动性 动量 很短 人教物理 选择性必修 第三册 必备知识 自主探究 能力形成 合作探究 课时作业 知能提升 随堂巩固 提升练习 知识点二　量子力学的建立与应用 1．量子力学的建立 (1)普朗克_________理论、爱因斯坦_________理论、康普顿________理论、玻尔________理论以及德布罗意________假说等一系列理论在解释实验方面都取得了成功。 (2)在以玻恩、海森堡、薛定谔以及英国的狄拉克和奥地利的泡利为代表的众多物理学家的共同努力下，描述微观世界行为的理论被逐步完善并最终完整地建立起来，它被称为__________。 黑体辐射 光电效应 散射 氢原子 物质波 量子力学 人教物理 选择性必修 第三册 必备知识 自主探究 能力形成 合作探究 课时作业 知能提升 随堂巩固 提升练习 2．量子力学的应用 (1)量子力学推动了核物理和________物理的发展。 (2)量子力学推动了原子、分子物理和________的发展。 (3)量子力学推动了________物理的发展。 粒子 光学 固体 人教物理 选择性必修 第三册 必备知识 自主探究 能力形成 合作探究 课时作业 知能提升 随堂巩固 提升练习 1．判断正误 (1)一切宏观物体都伴随着一种波，即物质波。(　　) (2)湖面上的水波就是物质波。(　　) (3)光的干涉、衍射、偏振现象说明光具有波动性。(　　) (4)光子数量越大，其粒子性越明显。(　　) × × √ × 人教物理 选择性必修 第三册 必备知识 自主探究 能力形成 合作探究 课时作业 知能提升 随堂巩固 提升练习 2．用很弱的光做单缝衍射实验，改变曝光时间，在胶片上出现的图像如图所示，该实验表明(　　) A．光的本质是波 B．光的本质是粒子 C．少量光子的运动显示波动性 D．大量光子的运动显示波动性 D 人教物理 选择性必修 第三册 必备知识 自主探究 能力形成 合作探究 课时作业 知能提升 随堂巩固 提升练习 解析：由图可知，曝光时间较短时，底片上只出现一些不规则的点，说明了少量光子表现为粒子性，曝光时间较长时，光子达到的多的区域表现为亮条纹，而光子达到少的区域表现为暗条纹，光达到胶片不同位置的概率不相同，说明大量的光子表现为波动性，光具有波粒二象性，故A、B、C错