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课件网) 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 新课导入 第5节 粒子的波动性和量子力学的建立 学习任务一 学习任务一 粒子的波动性 [教材链接]阅读教材第92页“粒子的波动性”相关内容,完成下列填空: (1)德布罗意波:任何一个 的粒子,都有一种波与它相对应,这种波叫 ,也称为德布罗意波. (2)粒子的能量ε和动量p跟它所对应的波的频率ν和波长λ之间的关系: . ν= , λ= 运动着 物质波 他提出假设：实物粒子也具有波动性，即每一个运动的粒子都与一个对应的波相联系。 1924年，德布罗意在对光的波粒二象性、玻尔氢原子理论以及相对论的深入研究的基础上，把波粒二象性推广到实物粒子，如电子、质子等。 德布罗意，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。 这种波叫做物质波，也叫德布罗意波。其波长 称为德布罗意波长。 粒子性 波动性 普朗克常量h架起了粒子性与波动性之间的桥梁。 实物粒子具有波粒二象性。 后来，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 思考：试估算一个中学生在跑百米时的德布罗意波的波长。 解：估计一个中学生的质量 m ≈ 50 kg ，百米跑时速度 v ≈ 7 m/s ，则 由计算结果看出，宏观物体的物质波波长非常小，所以很难表现出其波动性。 光的干涉和衍射现象是光具有波动性的有力证据。如果电子、质子等实物粒子真的具有波动性，那么它们也应该能像光一样发生干涉和衍射。这是验证德布罗意波是否存在的一条途径。 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。 如：速度υ = 5.0 102m/s飞行的子弹，质量为m =10-2Kg，对应的德布罗意波长为： 如：电子m=9.1 10-31Kg，速度υ = 5.0 107m/s， 对应的德布罗意波长为： 太小测不到！ X射线波段 所以宏观物体的波动性不必考虑，只考虑其粒子性。 例1 1924年德布罗意提出假设:实物粒子也具有波动性,即每一个运动的粒子都与一个对应的波相联系.下列关于德布罗意波波长的说法正确的是 ( ) A.速度相同的电子与质子,质子的德布罗意波波长较长 B.动量相同的电子与质子,电子的德布罗意波波长较长 C.动能相同的电子与质子,电子的德布罗意波波长较长 D.加速度相同的电子与质子,质子的德布罗意波波长较长 学习任务一 C 学习任务一 [解析]由德布罗意波波长公式得λ=,速度相同的电子与质子,质子质量比电子的大,则电子的德布罗意波波长较长,故A错误; 动量相同的电子与质子,德布罗意波波长一样,故B错误; 由动能公式得Ek=mv2=,则λ=,动能相同的电子与质子,质子质量比电子的大,则电子的德布罗意波波长较长,故C正确; 加速度相同的电子与质子,动量关系不确定,故无法判断德布罗意波波长大小关系,故D错误. 变式1 [2023·烟台二中月考] 利用金属晶格作为障碍物观察电子的衍射图样,方法是让电子通过电场加速后,让电子束照射到金属晶格上,从而得到电子的衍射图样.已知电子质量为m,电荷量为e,初速度为0,加速电压为U,普朗克常量为h,则下列说法中正确的是( ) A.该实验说明了电子具有粒子性 B.实验中电子的德布罗意波长为λ= C.加速电压U越大,电子的衍射现象越明显 D.若用相同动能的质子替代电子,衍射现象将更加明显 学习任务一 B 学习任务一 [解析]得到电子的衍射图样,说明电子具有波动性,A错误; 由动能定理可知电子获得的动能Ek=eU,根据德布罗意波长公式λ=,动量p=,联立得λ=,B正确; 从公式λ=可 ... ...
