《物理：第2章第五節(jié)《德布羅意波》課件（粵教版選修3-5）》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《物理：第2章第五節(jié)《德布羅意波》課件（粵教版選修3-5）（27頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

歡迎進入物理課堂 第五節(jié)德布羅意波 課前自主學案 核心要點突破 課標定位 課堂互動講練 第五節(jié) 知能優(yōu)化訓練 課標定位 學習目標 1 知道實物粒子和光子一樣具有波粒二象性 掌握波長 的應用 2 了解 不確定性關系 的具體含義 重點難點 1 德布羅意波假說 2 不確定關系 課前自主學案 實物粒子 物質(zhì)波 二 電子衍射1 物質(zhì)波的實驗驗證 1927年戴維孫和湯姆生分別利用晶體做了衍射 得到了電子的 證明了德布羅意波的假說 2 實物粒子的波粒二象性 波粒二象性是包括光子在內(nèi)的一切微觀粒子的共同特征 和光子一樣 對微觀粒子運動狀態(tài)的最準確的描述是概率波 實驗 衍射圖樣 思考感悟宏觀物體是否具有波動性 提示 具有波動性 三 電子云當原子處于穩(wěn)定狀態(tài)時 電子會形成一個穩(wěn)定的概率分布 人們常用一些小圓點來表示這種概率分布 概率大的地方小圓點 一些 概率小的地方小圓點 一些 這樣的概率分布圖稱為電子云 密 疏 本質(zhì)上 核心要點突破 一 對德布羅意波的理解1 任何物體 小到電子 質(zhì)子 大到行星 太陽都存在波動性 我們之所以觀察不到宏觀物體的波動性 是因為宏觀物體對應的波長太小的緣故 2 德布羅意波是一種概率波 粒子在空間各處出現(xiàn)的概率受波動規(guī)律支配 不要以宏觀觀點中的波來理解德布羅意波 3 德布羅意假說是光子的波粒二象性的一種推廣 使之包括了所有的物質(zhì)粒子 即光子與實物粒子都具有粒子性 又都具有波動性 與光子對應的波是電磁波 與實物粒子對應的波是物質(zhì)波 特別提醒 1 在宏觀現(xiàn)象中 波與粒子是對立的概念 而在微觀世界中 波與粒子可以統(tǒng)一 2 這里所說的粒子性和波動性 既不是宏觀觀念的波 也不是宏觀觀念的粒子 光具有波粒二象性是指光在傳播過程中和同物質(zhì)作用時分別表現(xiàn)出波和粒子的特性 即時應用 即時突破 小試牛刀 1 單選 下列說法正確的是 A 德布羅意波屬于機械波B 只有像電子 質(zhì)子 中子這樣的微觀粒子才具有波動性C 德布羅意認為 任何一個運動著的物體 小到電子 質(zhì)子 大到行星 太陽都具有一種波和它對應 后來把這種波叫做德布羅意波D 宏觀物體運動時 看不到它的衍射或干涉現(xiàn)象 所以宏觀物體運動時不具有波動性 解析 選C 德布羅意波是一切運動著的物體所具有的波 與機械波性質(zhì)不同 宏觀物體也具有波動性 只是干涉 衍射現(xiàn)象不明顯 只有C選項正確 二 正確理解不確定關系在經(jīng)典物理學中 可以同時用質(zhì)點的位置和動量精確地描述它的運動 而且如果知道了質(zhì)點的加速度 還可以預言質(zhì)點在以后任意時刻的位置和動量 從而描述它的軌跡 但是 在微觀物理學中 不確定關系告訴我們 如果要更準確地確定粒子的位置 即 x小 那么動量的測量一定會更不準確 即 p更大 也就是說 不可能同時準確地知道單個粒子的位置和動量 因而也就不可能用軌跡來描述這一粒子的運動 但是我們可以準確地知道大量粒子運動時的統(tǒng)計規(guī)律 一個宏觀系統(tǒng)總是包含著大量粒子 因此我們?nèi)匀荒軌驅暧^現(xiàn)象進行預言 即時應用 即時突破 小試牛刀 2 單選 電子的運動受波動性的支配 對氫原子的核外電子 下列說法不正確的是 A 電子繞核運動的 軌道 其實是沒有意義的B 電子軌道只不過是電子出現(xiàn)的概率比較大的位置C 電子繞核運動時 電子邊運動邊振動D 電子在核外的位置是不確定的 解析 選C 微觀粒子的運動是不確定的 電子軌道只是電子出現(xiàn)概率比較大的位置 軌道其實沒有實際意義 所以選項A B D正確 電子在空間出現(xiàn)的概率受波動規(guī)律支配 并不是像機械波那樣 所以選項C錯誤 課堂互動講練 雙選 關于物質(zhì)波 下列認識錯誤的是 A 任何運動的物體 質(zhì)點 都伴隨一種波 這種波叫物質(zhì)波B X射線的衍射實驗 證實了物質(zhì)波假設是正確的C 電子的衍射實驗 證實了物質(zhì)波假設是正確的D 宏觀物體盡管可以看做物質(zhì)波 但它們不具有干涉 衍射等現(xiàn)象 精講精析 根據(jù)德布羅意物質(zhì)波理論知 任何一個運動的物體 小到電子 質(zhì)子 大到行星 太陽 都有一種波與之相對應 這種波就叫物質(zhì)波 可見 A選項是正確的 由于X射線本身就是一種波 而不是實物粒子 故X射線的衍射現(xiàn)象 并不能證實物質(zhì)波理論的正確性 即B選項錯誤 電子是一種實物粒子 電子的衍射現(xiàn)象表明運動著的實物粒子具有波動性 故C選項是正確的 由電子穿過鋁箔的衍射實驗知 少量電子穿過鋁箔后所落位置是散亂的 無規(guī)律的 但大量電子穿過鋁箔后落的位置則呈現(xiàn)出衍射圖樣 即大量電子的行為表現(xiàn)出電子的波動性 干涉 衍射是波的特有現(xiàn)象 只要是波 都會發(fā)生干涉 衍射現(xiàn)象 故選項D錯誤 綜合以上分析知 本題應選B D 答案 BD 方法總結 1 物質(zhì)波理論上是說任何一個運動的物體 如實物粒子等 都具有波動性 即其行為服從波動規(guī)律 2 物質(zhì)波理論告訴我們 任何微觀粒子都既具有粒子性又具有波動性 即與光一樣 也具有波粒二象性 波粒二象性是光子 電子 質(zhì)子等微觀粒子都具有的基本屬性 電子經(jīng)電勢差為U 200V的電場加速 以v c的情況下 求此電子的德布羅意波長 思路點撥 解此類題時關鍵要抓住能量守恒定律和德布羅意波長的計算公式 運用這兩個知識點 即可解決 答案 8 63 10 2nm 變式訓練利用金屬晶格 大小約10 10m 作為障礙物觀察電子的衍射圖樣 方法是讓電子通過電場加速后 讓電子束照射到金屬晶格上 從而得到電子的衍射圖樣 已知電子質(zhì)量為m 電荷量為e 初速度為0 加速電壓為U 普朗克常量為h 則加速后電子的德布羅意波長為 若電子質(zhì)量m 9 1 10 31kg 加速電壓U 300V 則電子束 能或不能 發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象 在單縫衍射實驗中 若單縫寬度是1 0 10 9m 那么光子經(jīng)過單縫發(fā)生衍射 動量不確定量是多少 答案 p 0 53 10 25kg m s 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全