第4章 第3～5节 光的波粒二象性 德布罗意波 （Word教参）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第三册（粤教版2019）

第三节　光的波粒二象性

第四节　德布罗意波

第五节　不确定性关系

[对应学生用书P63]

1．粒子说：认为光是一种微粒，代表人物为牛顿．

2．波动说：认为光是一种波，代表人物为惠更斯．

1．光子能量和动量：ε＝hν和p＝.

2．光的波粒二象性

(1)由麦克斯韦的电磁理论，人们认识到光是一种电磁波．

(2)由爱因斯坦的光电效应理论，揭示了光的粒子性．

(3)光既具有波动性，又具有粒子性，即光具有波粒二象性．

1．粒子的波动性

(1)德布罗意波

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称为德布罗意波，也叫作物质波．

(2)物质波的波长、频率关系式

波长：λ＝，频率：ν＝．

2．物质波的实验验证

(1)实验探究思路

干涉、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，也应该能发生干涉和衍射现象．

(2)实验验证

1927年戴维森和汤姆孙分别利用晶体做了电子束衍射实验，得到了电子的衍射图样，证实了电子的波动性．

[判断]

(1)一切宏观物体都伴随一种波，即物质波．(×)

(2)湖面上的水波就是物质波．(×)

(3)电子的衍射现象证实了实物粒子具有波动性．(√)

海森伯提出不确定性关系：ΔxΔp≥，获得诺贝尔奖．不可能同时准确地确定粒子的位置和动量．

[对应学生用书P64]

探究点一　光的波粒二象性

光能发生干涉、衍射，这是波所特有的现象；光电效应、康普顿效应，又是粒子才有的性质，那么，光到底是波还是粒子呢？

提示　光既有波动性，又有粒子性，光有波粒二象性．

1．对光的本性认识史

人类对光的认识经历了漫长的历程，从牛顿的光的微粒说，到托马斯·杨和菲涅耳的波动说，从麦克斯韦的光的电磁说到爱因斯坦的光子说．直到二十世纪初，对于光的本性的认识才提升到一个更高层次，即光具有波粒二象性．对于光的本性认识史，列表如下：