4.3光的波粒二象性 4.4 德布罗意波 4.5 不确定性关系 课件 -2026-2027学年高二下学期物理粤教版选择性必修第三册

该高中物理课件聚焦“波粒二象性”主题，系统呈现光的本性之争、光的波粒二象性、德布罗意波及不确定性关系，通过物理学史脉络（从牛顿微粒说到惠更斯波动说，再到实验验证与理论发展）搭建知识支架，帮助学生构建完整认知体系。 其亮点在于以科学探究为主线，结合杨氏双缝干涉、光电效应等实验及德布罗意波长计算实例，培养学生科学思维与物理观念，如通过概率波解释弱光干涉图样，提升学生对微观世界的理解，教师可借助清晰逻辑与典型例题优化教学效果。

授课教师：物思理 粤教版高中物理选择性必修第三册课件 第四章 波粒二象性 第三节 光的波粒二象性 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 目录 第三节 光的波粒二象性 探究新知 2、光波粒二象性 1、光的本性之争 3、总结与练习 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 2 17世纪明确形成了两大对立学说 牛顿 惠更斯 微粒说 波动说 由于波动说没有数学基础以及牛顿在物理学界的崇高地位，故微粒说一直占上风 但19世纪初越来越来实验证明了波动说的正确性 到底哪种说法是正确的呢？ 一.光的本性之争 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 1.干涉现象是波动独有的特征，如果光真是一种波，必然会观察到光的干涉现象 单缝 双缝 S1 S S2 屏 1801年，英国物理学家托马斯·杨在实验室里成功的观察到光的干涉现象 杨氏双缝干涉实验证明了光是一种波 波动说的实验证明--干涉 一.光的本性之争 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 2.物理学家麦克斯韦坚定认为：光就是电场和磁场组成的波，叫做电磁波，电磁波可以在真空中传播，不过当时并没有实验证明电磁波的存在。 1888年德国物理学家赫兹通过实验发现了电磁波。 菲涅尔圆孔衍射 3.菲涅尔发现光的衍射现象：光遇到障碍物之后，会像水波一样绕过障碍物，衍射也是波的特征。 菲涅尔 结论：这两个实验均证明了光是一种波。 波动说的实验证明--干涉、电磁波、衍射 一.光的本性之争 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 19 世纪 80 年代，人们发现某些金属在光的照射下会带电。 4.爱因斯坦光子说：光的能量不是连续的，而是是一份一份的,每份为一个光子能量，即证明了：光具有粒子性 爱因斯坦的光子假说很好地解释了光电效应的各种现象。 实验解释：光子与电子发生碰撞过程，光子动量减少，波长变长，频率变小,速度仍为光速，运动质量减小。 5.证明光具有粒子性的还有康普顿效应： 美国物理学家康普顿在研究石墨对X射线的散射时，发现一部分散射出来的X射线波长变长。（书本P84-资料活页） 粒子说的实验证明--光电效应、康布顿效应 一.光的本性之争 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 二.光的波粒二象性 个别光子的行为表现为粒子性 大量光子的行为表现为波动性 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 1.波粒二象性：光既具有波动性，又具有粒子性，人们把这种性质称为光的波粒二象性。 2.概率波：在光的干涉、衍射实验中，每个光子按照一定的概率落在感光片上，概率大的地方落下的光子多，形成亮纹；概率小的地方落下的光子少，形成暗纹。所以条纹是光子落在感光片上各点的概率分布的反映，物理学中把光波看成是一种概率波。 二.光的波粒二象性 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 (1)与物质发生作用时,更多的表现出粒子性; 传播时,更多的表现出波动性。 (2)少量或个别光子容易显示出粒子性; 大量光子容易显示出波动性。 (3)频率较大时,易显示粒子性; 频率较小时,易显示波动性 3.光的波粒二象性具体表现小结： 二.光的波粒二象性 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 授课教师：物思理 粤教版高中物理选择性必修第三册课件 第四章 波粒二象性 第4节 德布罗意波 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 一、德布罗意波假说 1924年，法国物理学家德布罗意在对光的波粒二象性、玻尔氢原子理论以及相对论的深入研究的基础上，把波粒二象性推广到实物粒子，如电子、质子等。 他首次提出了一个大胆的假设:实物粒子也具有波动性，即每一个运动的粒子都与一个对应的波相联系。 德布罗意，法国物理学家，1929年诺贝尔物理学奖获得者，波动力学的创始人，量子力学的奠基人之一 思考问题：既然光既有粒子性，又有波动性，那么如电子、质子等实物粒子是否也会同时具有波动性呢? 这种与实物粒子相联系的波后来被称为德布罗意波（也叫物质波） 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 德布罗意假设实物粒子的波长与其动量之间的关系为：   λ---德布罗意波的波长 h---普朗克常量 p---实物粒子的动量(p=mv)   一、德布罗意波假说 波动性 粒子性 普朗克常量h架起了粒子性与波动性之间的桥梁 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 例1.电子的质量为 ，速度大小为 。 请计算电子对应的德布罗意波长。 一、德布罗意波假说 讨论与交流：（P90） 一质量为m =10g，速度υ = 500m/s飞行的子弹，对应的德布罗意波长是多少？有可能让这样一束子弹打在靶上出现干涉或衍射现象吗？ 波长太小，无法观测到波动性！ 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 对德布罗意波的理解 （1）任何物体，小到电子、质子，大到行星、太阳都存在波动性 （2）德布罗意波是一种概率波，粒子在空间各处出现的概率受波动规律支配，不要以宏观观点中的波来理解德布罗意波。 （3）德布罗意假说是光子的波粒二象性的一种推广，使之包括了所有的物质粒子，即光子与实物粒子都具有粒子性，又都具有波动性，与光子对应的波是电磁波，与实物粒子对应的波是物质波。 观察不到宏观物体的波动性，是因为宏观物体对应的波长太小。 一、德布罗意波假说 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 1925年，美国工程师戴维森在一次实验中发现了电子的衍射现象。 1927年，他宣布获得了电子束在晶体上的衍射图样，实验结果与德布罗意公式计算结果完全一致。 英国物理学家G.P.汤姆孙也独立发现了电子在晶体上的衍射现象。 二、电子衍射 电子衍射实验证明了德布罗意波假说，因此实物粒子具有波动性。 戴维森 汤姆孙 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 授课教师：物思理 粤教版高中物理选择性必修第三册课件 第四章 波粒二象性 第5节 不确定性关系 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 不确定性关系（微观领域） 阅读课本P93-94 2.对微观粒子而言，它的位置的确定性与动量的确定性无法同时确定。即微观粒子的位置与动量不可同时被确定。 1.经典物理中，可以用位置和动量精确描述它的运动。如果知道受力情况，可以预测以后任意时刻的位置和动量。 3.海森伯不确定关系: 1927年海森伯提出不确定性关系 Δx表示粒子位置的不确定量 Δp表示粒子在x方向上的动量的不确定量 h是普朗克常量 （1）物理意义：不确定关系式表明,微观粒子的位置坐标和动量不能同时测准。 （2）微观本质：是微观粒子的波粒二象性及粒子空间分布遵从统计规律的必然结果。 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 实践与拓展P94 物理学四大神兽 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 【典例1】　(多选)关于光的波粒二象性的理解正确的是(　 　) A．大量光子的行为往往表现出波动性，个别光子的行为往往表现出粒子性 B．光在传播时是波，而与物质相互作用时就转变成粒子 C．高频光是粒子，低频光是波 D．波粒二象性是光的根本属性，有时它的波动性显著，有时它的粒子性显著 《金版学案》P61 课堂练习 AD 【典例2】　(多选)在单缝衍射实验中，中央亮纹的光强占从单缝射入的整个光强的95%以上，假设现在只让一个光子通过单缝，那么该光子(　 　) A．一定落在中央亮纹处 B．一定落在亮纹处 C．可能落在暗纹处 D．落在中央亮纹处的可能性最大 CD 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 3．下列各种波属于概率波的是(　　) A．声波　　　B．无线电波 C．光波   D．水波 4．(多选)说明光具有粒子性的现象是(　　) A．光电效应    B．光的反射 C．光的衍射   D．康普顿效应 《课时评价作业》P20 课堂练习 AD C 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 5．(多选)关于物质波，下列认识正确的是(　　) A．只要是运动的物体，不论是宏观物体，还是微观粒子，都有相应的波动性，这就是物质波 B．只有运动的微观粒子才有物质波，对于宏观物体，不论其是否运动，都没有相对应的物质波 C．由于宏观物体的德布罗意波波长太小，所以难以观察到它们的波动性 D．电子束照射到金属晶体上得到了电子束的衍射图样，从而证实了德布罗意的假设是正确的 ACD 课堂练习 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 《金版学案》P63--1．在历史上，最早证明了德布罗意波存在的实验是(　 　) A．弱光衍射实验 B．电子束在晶体上的衍射实验 C．弱光干涉实验 D．以上选项都不正确 《课时评价作业》P21--1．关于粒子的波动性，下列说法正确的是(　 　) A．实物粒子具有波动性，仅是一种理论假设，无法通过实验验证 B．实物粒子的动能越大，其对应的德布罗意波波长越长 C．只有带电的实物粒子才具有波动性，不带电的粒子没有波动性 D．实物粒子的动量越大，其对应的德布罗意波的波长越短 课堂练习 B D 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 《金版学案》P63--2．(多选)下述说法正确的是(　  　) A．宏观物体的动量和位置可准确测定 B．微观粒子的动量和位置可准确测定 C．微观粒子的动量和位置不可同时准确测定 D．宏观物体的动量和位置不可同时准确测定 课堂练习 AC 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 《金版学案》P65 课堂练习 AD 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 课堂练习 CD 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 See you later! 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 Lavf58.20.100 3．(多选)根据不确定性关系ΔxΔp≥判断下列说法，正确的是(　　) A．采取办法提高测量Δx精度时，Δp的精度下降 B．采取办法提高测量Δx精度时，Δp的精度上升 C．Δx与Δp测量精度与测量仪器及测量方法是否完备有关 D．Δx与Δp测量精度与测量仪器及测量方法是否完备无关 4．(多选)关于不确定性关系ΔxΔp≥有以下几种理解，其中正确的是(　　) A．微观粒子的动量不可能确定 B．微观粒子的坐标不可能确定 C．微观粒子的动量和坐标不可能同时确定 D．不确定性关系不仅适用于电子和光子，也适用于其他微观粒子 $