2017-2018学年同步备课套餐之物理沪科版选修3-5课件+讲义：模块要点回眸 (共15份打包)

第10点　分析求解物质波问题的四点技巧 分析求解物质波问题时，必须注意以下四点技巧： 1．根据已知条件，写出宏观物体或微观粒子动量的表达式p＝mv. 2．根据德布罗意波长公式λ＝求解． 3．若涉及光子的问题，必须区分光子和微观粒子的能量和动量的不同表达式，如光子的能量ε＝hν，动量p＝；微观粒子的动能：Ek＝mv2，动量p＝mv. 4．物质波的波长很短，运动速度为4.0×107 m/s的电子的波长为1.8×10－11 m，一颗质量为10 g的子弹以200 m/s的速度运动时的波长为3.3×10－34 m，因此这些物质波的波动性不明显，很难观察到其衍射现象，只有利用金属晶格中的狭缝才能观察到电子的衍射图样． 对点例题　影响显微镜分辨本领的一个因素是波的衍射，衍射现象越明显，分辨本领越低．利用电子束工作的电子显微镜有较高的分辨本领，它是用高压对电子束加速，最后打在感光胶片上来观察显微图像．以下说法正确的是(　　) A．加速电压越高，电子的波长越长，分辨本领越强 B．加速电压越高，电子的波长越短，衍射现象越明显 C．如果加速电压相同，则用质子束工作的显微镜比用电子束工作的显微镜分辨本领强 D．如果加速电压相同，则用质子束工作的显微镜比用电子束工作的显微镜分辨本领弱 答案　C 解题指导　设加速电压为U，电子电荷量为e，质量为m，则有Ek＝mv2＝eU＝，又p＝，故eU＝，可得λ＝ .对电子来说，加速电压越高，λ越小，衍射现象越不明显，故A、B都错．电子与质子比较，因质子质量比电子质量大得多，可知质子加速后的波长要小得多，衍射现象不明显，分辨本领强，故C对，D错． 方法点评　利用动能Ek＝mv2＝qU，动量p＝mv及德布罗意波长λ＝三个表达式把波长λ与电压U、粒子质量m的关系找出来． 1．(多选)以下说法中正确的是(　　) A．光波和物质波都是概率波 B．实物粒子不具有波动性 C．光的波动性是光子之间相互作用引起的 D．光通过狭缝后在屏上形成明暗相间的条纹，光子在空间出现的概率可以通过波动规律确定 答案　AD 解析　光波和物质波都是概率波，可通过波动规律来确定，故A、D正确，B错误；光的波动性是光的属性，不是光子间相互作用引起的，C错误． 图1 2．如图1所示，一个粒子源产生某种粒子，在其正下方安装只有两条狭缝的挡板，粒子穿过狭缝打在下方的荧光屏上使荧光屏发光，那么在荧光屏上将看到(　　) A．只有两条亮纹 B．有多条明暗相间的条纹 C．没有亮纹 D．只有一条亮纹 答案　B 解析　由于粒子源产生的粒子是微观粒子，它的运动受波动规律支配，对大量粒子运动到达屏上的某点的概率，可以用波的特征进行描述，即产生双缝干涉，在屏上将看到干涉条纹，所以B正确． 3．中子的质量m＝1.67×10－27 kg，如果它以v＝1.0×103 m/s的速度运动，那么它的德布罗意波长为________，这个波长与电磁波中________的波长相当．(普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s) 答案　3.97×10－10 m　X射线 解析　由德布罗意波长公式可得 λ＝＝ m≈3.97×10－10 m，此波长与X射线的波长相当． $$第11点　氢原子跃迁的三个问题 1. 图1 是一个氢原子跃迁还是一群氢原子跃迁？ (1)一个氢原子跃迁时的解题方法 ①确定氢原子所处的能级，画出能级图，如图1所示． ②根据跃迁的原理，分别画出处于激发态的氢原子向低能级跃迁时最多可能的跃迁示意图． ③再根据跃迁能量公式hν＝Em－En(m>n)分别计算出这几种频率的光子． (2)一群氢原子跃迁问题的计算 ①确定氢原子所处激发态的能级，画出跃迁示意图． ②运用归纳法，根据数学公式N＝C＝确定跃迁频率的种类． ③根据跃迁能量公式hν＝Em－En(m>n)分别计算出各种频率的光子． 2．使原子能级跃迁的是光子还是实物粒子？ 原子若是吸收光子的能量而被激发，则光子的能量必须等于两能级的能量差，否则不被吸收．不存在激发到n＝2时能量有余，而激发到n＝3时能量不足，则可激发到n＝2的情况． 原子还可吸收外来的实物粒子(例如自由电子)的能量而被激发，由于实物粒子的动能可全部或部分地被原子吸收，所以只要入射粒子的能量大于或等于两能级的能量差(ΔE＝Em－En)，均可使原子发生能级跃迁． 3．是跃迁还是电离？ 原子跃迁时，不管是吸收还是辐射光子，其光子的能量都必须等于这两个能级的能量差．若想把处于某一定态上的原子的电子电离出去，就需要给原子一定的能量．如基态氢原子电离，其电离能为13.6 eV，只要能量等于或大于13.6 eV的光子都能被基态氢原子吸收而电离，只不过入射光子的能量越大，原子电离后产生的电子具有的动能越大． 对点例题　(多选)氢原子的能级图如图2所示，欲使处于基态的氢原子跃迁，下列措施可行