4.5 粒子的波动性和量子力学的建立 导学案 -2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

该高中物理导学案聚焦“粒子的波动性和量子力学的建立”，核心知识点包括德布罗意波概念及公式计算、电子衍射实验验证、波粒二象性和量子力学的建立与应用。课堂导入通过“温故”复习光子能量、动量及光的波粒二象性，“知新”引入物质波，搭建前后知识衔接的学习支架。 该资料以预习提要明确学习目标，基础过关结合填空与选择，答案解析注重科学推理。助力学生构建物质波物理观念，培养科学思维，习题设计层次分明，便于自主学习与教师评估学习效果。

4.5 粒子的波动性和量子力学的建立 1.知道德布罗意波（物质波）的概念，会用公式计算波长与频率。 2.了解电子衍射实验证实实物粒子具有波动性。 3.知道波粒二象性，了解量子力学的建立与应用 1.光子能量： =________。 2.光子动量：________。 3.光既具有________性，又具有________性，称为________。 1.粒子的波动性（德布罗意波） （1）内容：每一个________的粒子都对应一种波，叫________，也叫________。 （2）频率公式：________。 （3）波长公式：________（为动量）。 2.物质波的实验验证 （1）________、________是波特有的现象。 （2）1927 年，戴维孙和汤姆孙完成________实验，得到电子________图样，证实电子具有________。 （3）后续证实：质子、中子、原子、分子都具有________。 3.量子力学的建立 （1）建立基础：普朗克________、爱因斯坦________、康普顿效应、玻尔理论、德布罗意假说。 （2）建立者：玻恩、海森堡、薛定谔、狄拉克、泡利等。 （3）量子力学：描述________世界运动规律的基础理论。 4.量子力学的应用 推动了________物理、________物理、________物理、光学、固体物理等发展，是现代科技的理论基础。 1.下列现象中，揭示了光的粒子性的是( ) A.光电效应 B.光的干涉 C.光的偏振 D.光的衍射 2.我国建造的世界上亮度最高的第四代同步辐射光源“未来之光”，和第三代同步辐射光源相比，电子被加速后的能量更高，辐射的X射线穿透能力更强，则( ) A.电子的物质波波长更长、辐射的X射线波长更长 B.电子的物质波波长更长、辐射的X射线波长更短 C.电子的物质波波长更短、辐射的X射线波长更长 D.电子的物质波波长更短、辐射的X射线波长更短 3.任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波与它对应，波长满足，人们把这种波叫作德布罗意波。一个德布罗意波长为的中子和另一个德布罗意波长为的氘核同向正碰后结合成一个氚核，该氚核的德布罗意波长为( ) A. B. C. D. 4.量子技术是当前物理学应用研究的热点，下列关于量子论的说法正确的是( ) A.普朗克认为黑体辐射的能量是连续的 B.光电效应实验中，红光照射可以让电子从某金属表面逸出，若改用紫光照射也可以让电子从该金属表面逸出 C.康普顿研究石墨对X射线散射时，发现散射后仅有波长小于原波长的射线成分 D.德布罗意认为质子具有波动性，而电子不具有波动性 答案及解析 温故知新·基础填空 温故——课前知识链接 1. 2. 3. 波动；粒子；波粒二象性 知新——课本研习梳理 1.（1）运动；德布罗意波；物质波（2）（3）2.（1）干涉；衍射（2）电子束衍射；衍射；波动性（3）波动性（波粒二象性）3.（1）能量子假说；光子说（3）微观4. 核；粒子；原子分子 基础过关·课前自测 1.答案：A 解析：A.光电效应、康普顿效应能说明光具有粒子性，A正确； BCD.光的干涉、光的偏振和光的衍射能说明光具有波动性，BCD错误。故选A。 2.答案：D 解析:电子的物质波波长为 电子被加速后能量更高，即更大，因此电子的物质波波长更短。光子能量 题意知X射线穿透能力更强，说明光子能量E更高，对应的波长更短。 故选D。 3.答案：A 解析：中子的动量 氘核的动量 对撞后形成的氚核的动量 所以氚核的德布罗意波长为 故选A。 4.答案：B 解析：A（×）普朗克认为黑体辐射的能量是一份一份的，是量子化的。 B（√）产生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，紫光的频率大于红光，若红光能使金属发生光电效应，可知紫光也能使该金属发生光电效应。 C（×）石墨对X射线的散射过程遵循动量守恒定律，光子和电子碰撞后，电子获得一定的动量，光子动量变小，根据可知波长变长，散射后仅有波长长于原波长的部分。 D（×）德布罗意认为物质都具有波动性，包括质子和电子。 学科网（北京）股份有限公司 $