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课件网) 第四章 波粒二象性 粤教版选择性必修三 第四节 德布罗意波 知识回顾 光的波粒二象性 光的粒子性和波动性是统一的，并不是独立存在的。 光的粒子性和波动性是在不同条件下的表现！ 粒子性 波动性 实验基础 表现条件 描述物理量 少量或个别光子 光子与其他物质发生作用 波长较小，频率较大 大量光子 光的传播 波长较大，频率较小 光电效应、康普顿效应 光的干涉和衍射实验 能量、动量 频率、波长 h →联系桥梁 新课导入 进一步猜想： 既然光具有波粒二象性， 那么如电子、质子等实物粒子是否也像光一样，既有粒子性，又有波动性 Part 01 德布罗意波假说 提出了一个大胆的假设: 实物粒子和光一样具有波粒二象性. 每一个运动的粒子都与一个对应的波相联系。 德布罗意假设实物粒子的波长与其动量之间的关系为： 德布罗意波假说(P89)： 是德布罗意波的波长 h 是普朗克常量 p 是相应的实物粒子的动量 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. 1924年，法国物理学家德布罗意首次把波粒二象性推广到实物粒子（如电子、质子等） 实物粒子和光一样具有波粒二象性. 每一个运动的粒子都与一个对应的波相联系。 德布罗意波假说 我们知道波是可以发生衍射和干涉的， 如果德布罗意波真的存在， 那么实物粒子也应该能够发生衍射或干涉！ 能否通过实验验证德布罗意假说 障碍物/小孔尺寸 干涉 衍射 讨论与交流 P90 讨论与交流： 质量为10 g的子弹，速度为500 m/s，它对应的德布罗意波波长是多少 有可能让这样一束子弹打在靶上而出现衍射现象吗 =1.3×10－34 m 由结果看出，宏观物体的物质波波长非常小，所以很难表现出其波动性。 宏观物体不行，我们能否尝试从微观粒子入手呢？ 讨论与交流 若以电子为例，电子的质量为9.1×10-31 kg，某电子速度大小为4.0×106m/s，请计算该电子对应的德布罗意波长。 =1.8×10－10 m 不同物质分子大小通常是10－10 m的数量级 晶体内部的原子（或离子）在空间呈周期性排列，在每一层晶面上就构成一定形状的网格，每一个网格就相当于一个这样的小孔． 所以，电子束照射到晶体上可能会发生衍射。 0.1nm 实验验证 ———电子的衍射图样 低速电子入射于镍晶体 戴维森 汤姆孙 高能电子入射于金属薄片(铝、金、铂) 1927年戴维森和G.P.汤姆孙利用电子束穿过晶体做了电子束的衍射实验 电子衍射实验证明了德布罗意波假说， 德布罗意因此获得了1929年的诺贝尔物理学奖． 而戴维森和G.P.汤姆孙则共同获得1937年的诺贝尔物理学奖. 实验验证 ———电子的干涉图样 1961年琼森（Claus J nsson）将一束电子加速到 50 Kev，让其通过一缝宽为 a = 0.5 10-6 m，间隔为 d = 2.0 10-6 m 的双缝，当电子撞击荧光屏时，发现了类似于单光子双缝干涉实验结果。 波粒二象性 电子不仅会发生衍射，而且会发生干涉． 实验证明，不仅仅电子，其他微观粒子都具有波动性． 实物粒子具有与光一样的波粒二象性． 波粒二象性是包括光子在内的一切微观粒子的共同特征. ★ 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。 例1：下列关于德布罗意波的认识正确的是( ) A. 任何一个物体都有一种波和它对应，这就是物质波 B. X射线的衍射实验，证实了物质波的假设是正 ... ...
