4.5粒子的波动性和量子力学的建立 课件(共46张PPT)人教版（2019）物理（选择性必修第三册）

(课件网) 5. 粒子的波动性和量子力学的建立 人教版（2019）物理（选择性必修第三册） 第四章 原子结构和波粒二象性 目录 素养目标 01 课程导入 02 新课讲解 03 总结归纳 04 课堂练习 05 正确教育 素养目标 1.知道实物粒子的波动性假设和实验验证 2.知道实物粒子和光意义也具有波粒二象性 3.体会量子力学的建立对人们认识物质世界的影响 通过对双缝干涉、光电效应等一系列问题的研究，人们终于认识到光既有粒子性，又有波动性。我们已经认识到如电子、质子等实物粒子是具有粒子性的，那么实物粒子是否也会同时具有波动性呢？ 光的波粒二象性：光既具有波动性又具有粒子性。 波长λ 越长，动量P 越小———波动性强，粒子性弱 波长λ 越短，动量P 越大———波动性弱，粒子性强 ，p—粒子性 ν，λ—波动性 h—粒子性、波动性的桥梁 正确教育 粒子的波动性 德布罗意(De · Broglie)，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。1923年发表了题为“波和粒子”的论文，提出了物质波的概念。 如同光波具有粒子性一样，实物粒也具有波动性，即每一个运动的粒子都与一个对应波相联系。这种波叫做物质波，也叫德布罗意波。 德布罗意 实物粒子既具有粒子性，也具有波动性，二者通过h来联系。 1、德布罗意波：每一个运动的粒子都与对应的波长相联系，这种与实物粒子相联系的波，我们管这种波叫德布罗意波，也叫物质波. 2、物质波的波长： 3、物质波的频率： 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。 4、大量实验都证实了：质子、中子和原子、分子等实物微观粒子都具有波动性，并都满足德布罗意关系。一切实物粒子都有波动性。 德布罗意曾预言：电子通过一个小孔或晶体时会形成衍射条纹。 正确教育 物质波的实验验证 1.实验思路 光 干涉和衍射现象 波动性 实验 结论 干涉 衍射 物质波验证方法： 找到电子、质子等实物粒子干涉和衍射的图样 屏 P 多晶薄膜 高压 栅极 阴极 电子衍射实验 1927年， 戴维孙和汤姆孙分别利用晶体做了电子束衍射实验，获得了衍射图样，证实了电子的波动性。他们因此获得了1937年的诺贝尔物理学奖。 2.实验材料 比如电子的质量m=9.1×10-31kg，用200V的加速电压给他加速能量就是200eV。此时它的波长是多少呢？ 与X射线的波长相当 因此，如果电子具有波动性，就可以用观察X射线通过晶体是会发生衍射的装置观察到电子的衍射。 0.1 nm 3.实验验证———衍射图样 G.P汤姆孙 戴维森 1927年戴维森和汤姆孙分别用单晶和多晶晶体做了电子束衍射的实验，得到了的衍射图样，从而证实了电子的波动性。 大量电子的一次行为 3. 实验验证———干涉图样 在后来的实验中，人们还进一步观测到了电子德布罗意波的干涉现象。 1、计算质量为 10-2Kg，速度为 5.0 102m/s飞行的子弹对应的德布罗意波长。 2、计算质量m为 9.1 10-31Kg，速度为 5.0 107m/s的电子对应的德布罗意波长。 太小测不到！ X 射线波段 宏观物体的波动性很小不必考虑，只考虑其粒子性。 为什么感受不到宏观物体的波动性呢？ 思考 4. 物质波的应用 利用可见光工作的光学显微镜，由于衍射现象的限制，其分辨本领不能无限提高。 而现代科技中常常用到的电子显微镜，其分辨本领可以达到0.2nm甚至更小，能够看到蛋白质分子和金属的晶体结构。 电子显微镜的原理便是，电子束也是一种波，当把它加速时，其德布罗意波长比可见光的波长短的多，衍射现象的影响非常小，从而可以达到较高的分辨率。 电子显微镜下的生命 电子显微镜下的虫螨 1.关于物质波，以下观点不正确的是(　　) A．只要是运动着的物体，不论是宏观物体还是微观粒子，都有相应的波与 ... ...