1、沪科 3-5 编号 : 28 课题：2.3(2.4)波粒二象性 主编： 史胜波 审稿： 丁义浩 时间： *实授课时：1 班级： 姓名： 组号： 组评： 学 习 目 标 1知道光具有波粒二象性。 2知道物质波的概念。 3知道德布罗意波长。 4知道光和物质波是一种概率波。 5知道在测定微观粒子的位置、动量这些物理量时，总存在一种不确定性。 重点 1光具有波粒二象性。2知道德布罗意波长。 难点 光和物质波是一种概率波。 学法 指导 探究、实验、讲授、讨论 自 主 光的本性研究发展史： 十七世纪初笛卡儿两种假说：光是类似于 的一种物质；光是一种以“ ”为媒质的物质。 十七世纪光的微粒说(代表人物- )
2、：光是从光源发出的一种物质微粒，在 均匀介质中以一定的速度传播，能解释光的 现象、 现象。 同时期光的波动说(代表人物- ) ：认为光是一种波，在实验中观察到了 光的 和 现象，这是波动的特征，微粒说无法解释。 光的电磁说(十九世纪：代表人物- ) 麦克斯韦认为光是一种 ,赫兹用实验证实了光的电磁本性.光是电磁波的主要依据： ；都是横波；在 真空中传播速度相同。 19 世纪末赫兹等又发现了光电效应现象，用波动说无法解释。爱因斯坦于 20世纪 初提出了 ，认为光具有粒子性，从而解释了光电效应。 一、光的波粒二象性 1、光具有 性。 、 、 现象说明光具 有波动性。 、 则证明光具有粒子性。 (1
3、)光的粒子性的含义： 当 时，表现出粒子的性质 易显示出光的粒子性 高，波长 的光，粒子性特征显著 (2)光的波动性的含义： 当 时，表现出波的性质 光子显示出光的波动性 频率 ，波长 的光，波动性特征显著 2、光子能量 E= ，光子动量为 P= 。 2、光的双缝干涉实验 h 3、光的双缝干涉实验现象：屏上有 条纹，表示到达屏上的光的 不同，明纹处光强(光子数 )，暗纹处光弱(光子数 )。 4、光子落在明纹处的机会（ ）大，落在暗纹处的机会（ ）小。可见， 光子在空间出现的 是不一样的，光子在空间出现的概率可以通过 的规律 来确定，因此我们说光波是一种 波。 学 习 三、德布罗意波 5、法国学
4、生 提出假设：实物粒子也具有 性即每一个运动的粒 子都与一个对应的波长相联系，这种与 相联系的波叫德布罗意波，又叫 。 6、德布罗意波长公式：动量为 P 的实物，其波长 。 4、德布罗意波的实验验证 7、C.J.戴维森和 G.P.革末作 实验，验证电子具有 性。G.P.汤姆逊（J.J.汤姆逊之子） 也独立完成了 实验.科学家的实验证实了 实物是具有 性，也是 波。 5、物质波，又一种概率波 8、任何物体都存在 性，我们之所以观察不到宏观物体的波动性，是因为宏观 物体对应的 的缘故德布罗意波是一种 波，粒子在空间各处出现的概 率受 规律支配。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
5、有 的物质粒子，即光子与实物粒子都具有 性，又都具有 性，与光子对应的波是 波，与实物粒子对应的波是 波 9、物理学把物质分为两大类，一类是由 等微粒组成的物体称为实 物；，另一类是 等统称为场，场物质是没有 的物体。 6、不确定关系 10、德国物理学家海森伯提出：在测定微观粒子的 、 这些物理量时，总 存在一种不确定性。他通过理论分析和数学推导，得出著名的不确定关系： 。 11、海森伯不确定关系告诉我们：微观粒子坐标和动量 确定。粒子位置若是 准确，我们将无法知道它 ；若是动量 准确，我们就不可能确 切地测准此时此刻粒子究竟 。 合 作 探 探究点一：光的波粒二象性 1.请你阅读教材后理一理
6、光学发展史 学说 微粒说 波动说 电磁说 光子说 波粒二象性 代表人物 公认 年代 17 世纪 17 世纪 19 世纪中 20 世纪初 20 世纪初 2.请你阅读教材“光的波粒二象性”找到以下内容： 光的本性：光既具有 ，又具有 ，即光具有波粒二象性。 光子的能量表示式为 ，动量表示式为 。能量 和 动量 是描述物质的粒子性的重要物理量；波长 和频率是描述物质的波 动性的典型物理量。可看出普朗克常量的重要性：h 架起了 和 之间的桥梁。 3.请你观察光子的双缝干涉图样，回答后面的问题。 问题 1：从图样可知单个或少量光子表现什么特性，大量光子表现什么特性？ 问题 2：对于光的波粒二象性，你怎么
7、理解？ 究 探究点二：学习德布罗意假设的内容和公式表达； 那么，同样作为物质的实物粒子(如电子、原子、分子等)是否也具有波动 性呢？请你带着这一问题阅读教材“粒子的波动性”部分，回答以下问题： 1.德布罗意假设的内容？他用什么方法提出的？ 2.什么是德布罗意波？ 3.德布罗意波的频率，波长公式？ 4.一质量为 0.01kg，速度为 300m/s的子弹，则它的德布罗意波长为多大？通 过上题的计算说一说，为什么不易观察到宏观物体的波动性？ 探究点三：学习德布罗意波的验证过程。 1.为什么德布罗意波观点很难通过实验验证？又是在怎样的条件下使实物粒子 的波动性得到了验证？ 2.如何验证光是一种波？ 3
8、.如何验证德布罗意波？ 4.历史上有哪些成功的实验？1927 年 和 利用晶体做了 的实验，得到了衍射图样。 自 我 检 查 1、关于对光的认识，下列说法正确的是( ) A.频率高的光是粒子，频率低的光是波 B.光有时是波，有时是粒子 C.光有时候表现出波动性，有时候表现出粒子性 D.光既是宏观概念中的波，也是宏观概念中的粒子 2、能说明光具有波粒二象性的实验是( ) A光的干涉和衍射 B光的干涉和光电效应 C光的衍射和康普顿效应 D光电效应和康普顿效应 3、(在双缝干涉实验中，发现 100个光子中有 96个通过双缝后打到了观察屏上的某处， 则该处可能（ ） A.出现亮条纹 B.可能出现亮条纹
9、，可能出现暗条纹 C.出现暗条纹 D.出现明暗相间的条纹 4、下列各种波是概率波的是（ ） A.声波 B.无线电波 C.光波 D.物质波 5、在做双缝干涉实验时，在观察屏的某处是亮纹，则对光子到达观察屏的位置，下列说 法正确的是（ ） A.到达亮条纹处的概率比到达暗条纹处的概率大 B.到达暗条纹处的概率比到达亮条纹处的概率大 C.该光子可能到达观察屏的任意位置 D.以上说法均不可能 6、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电予束在晶体上的衍射实验 C弱光干涉实验 D以上都不正确 7、关于物质波，下列说法中正确的是( ) A速度相等的电子和质子，电子的波长大 B动能相等的电子和质子，电子的波长小 C动量相等的电子和中子，中子的波长小 D甲电子速度是乙电子的 3 倍，甲电子的波长也是乙电子的 3 倍 8、下列关于不确定关系说法正确的是 （ ） A只对微观粒子适用 B 只对宏观粒子适用 C对微观和宏观粒子都适用 D对微观和宏观粒子都不适用 9、 以 2.0x107ms 速度运动的电子束的德布罗意波长为多少 m？以多少 ms 运动的质子 束，其德布罗意波长与电子束的波长相同。(电子的质量为 0.90X1030kg, 质子的质量为 1.67X1027kg)
