第6章 第2节 实物粒子的波粒二象性（课件）-【学而思·PPT课件分层练习】2025-2026学年高二物理选择性必修第三册（鲁科版）

该高中物理课件聚焦实物粒子的波粒二象性，涵盖德布罗意假说、实验验证及不确定性关系，从光的波粒二象性切入，通过假说提出、实验探索到规律总结，搭建递进式知识支架。 其亮点在于结合戴维孙-革末等实验史实培养科学探究能力，通过知识辨析巩固物理观念，以不确定性关系理解渗透科学思维。学生能直观掌握微观粒子特性，教师可高效开展概念教学与规律应用。

1.德布罗意假说 实物粒子具有波动性,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.粒子能量与相应波的频率关系:E=hν。 3.粒子动量与相应波长的关系: p= 。德布罗意通过普朗克常量把粒子性和波动性联系起 来。 第2节　实物粒子的波粒二象性 知识 清单破 知识点 1 知识点 1 德布罗意假说 第6章　波粒二象性 高中同步 1.1927年,戴维孙和革末通过实验发现了电子的衍射现象,证实了电子的波动性。 2.1927年,汤姆孙用实验证明,电子在穿过金属片后像X射线一样产生衍射现象,也证实了电子 的波动性。 3.1960年,约恩孙直接做了电子双缝干涉实验,从屏上摄得了类似杨氏双缝干涉图样的照片, 证实了电子的波动性。 知识点 1 知识点 2 对德布罗意假说的实验探索 第6章　波粒二象性 高中同步 1.在微观世界中,粒子的位置和动量不能同时确定。 2.不确定性关系:ΔxΔp≥ ,式中Δx为位置的不确定范围,Δp为动量的不确定范围,h为普朗克 常量。 3.不确定性关系的意义:不确定性关系表明,不能同时精确确定一个微观粒子的位置和动量。 知识点 1 知识点 3 不确定性关系 第6章　波粒二象性 高中同步 1.电子不但具有粒子性还具有波动性。 (　    ) 2.物质波的波长由粒子的大小决定。 (　    ) 物质波的波长与粒子的大小无关。 3.物质波的波长与粒子运动的动量有关。 (　    ) 4.微观世界中不能同时测量粒子的动量和位置。 (　    ) 知识辨析 判断正误，正确的画“ √” ，错误的画“ ✕” 。 √ ✕ √ √ 第6章　波粒二象性 高中同步 1.德布罗意认为任何一个运动的物体,小的如电子、质子,大的如行星、太阳,平时所见到的 行驶的火车、流动的人群等,都有一种波与之对应,这种波被称为德布罗意波,也叫物质波。 物质波的动量与波长之间的关系为p= 。 2.德布罗意波和光波一样,也是概率波,即实物粒子在空间各处出现的概率受波动规律支配。 微观粒子的运动状态不能用“轨迹”来描述,只能通过大量粒子的运动做统计性的描述。因 此,电子在原子内没有确定的位置,在原子核外任何地方都有可能出现,只是概率不同。 3.根据德布罗意假设,实物粒子也具有波粒二象性,宏观物体的动量比较大,所以,德布罗意波 波长很短,波动性不明显。微观粒子的德布罗意波波长较长,在一些特定条件下可以观察到 它们的干涉和衍射现象。 疑难 情境破 疑难1 对德布罗意波的理解与计算 讲解分析 第6章　波粒二象性 高中同步 4.有关德布罗意波计算的一般方法 (1)如果知道物体的动能,可以直接用p= 计算其动量。 (2)根据λ= 可以计算德布罗意波波长。 第6章　波粒二象性 高中同步 1.粒子位置的不确定性:单缝衍射现象中,入射的粒子有确定的动量,但它们可以处于挡板左 侧的任何位置,也就是说,粒子在挡板左侧的位置是完全不确定的。 2.粒子动量的不确定性 (1)微观粒子具有波动性,会发生衍射。大部分粒子到达狭缝之前沿水平方向运动,而在经过 狭缝之后,有些粒子跑到投影位置以外。这些粒子具有与其原来运动方向垂直的动量。 (2)由于每个粒子到达屏上的哪个位置是完全随机的,所以粒子在垂直方向上的动量也具有 不确定性,不确定范围可以由中央亮条纹的宽度来衡量。 3.微观粒子的运动没有特定的轨道:由不确定性关系ΔxΔp≥ 可知,微观粒子的位置和动量 是不能同时被确定的,这也就决定了不能用“轨迹”的观点来描述微观粒子的运动。 讲解分析 疑难2 对不确定性关系的理解 第6章　波粒二象性 高中同步 4.经典物理和微观物理的区别 (1)在经典物理学中,可以同时用位置和动量精确地描述质点的运动,如果知道质点的加速度, 还可以预言质点在以后任意时刻的位置和动量,从而描述它的运动轨迹。 (2)在微观物理学中,不可能同时准确地知道粒子的位置和动量。因而也就不可能用“轨 迹”来描述粒子的运动。但是,我们可以准确地知道大量粒子运动时的统计规律。 第6章　波粒二象性 高中同步 $