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课件网) 5. 粒子的波动性和量子力学的建立 第四单元 原子结构和波粒二象性 1物理观念： 知道实物粒子的波动性假设和实验验证。 2科学思维： 知道实物粒子和光一样也具有波粒二象性。 3科学探究： 体会量子力学的建立对人们认识物质世界的影响。 4科学态度与责任： 具有学习和研究物理的好奇心与求知欲，能主动与他人合作，尊重他人，能基于证据和逻辑发表自己的见解，实事求是有将物理知识应用于生活和生产实践的意识，勇于探索日常生活有关的物理问题。 核 心 素 养 一、问题引入 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？ 知识点一、粒子的波动性 1924年，法国物理学家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。 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。 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。 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是粒子性和波动性的桥梁 5.波粒二象性 知识点二、物质波的实验验证 波的行为特性 波的干涉 波的衍射 找到电子、质子等实物粒子的干涉图样和衍射图样 物质波的验证方法： 屏 P 多晶薄膜 高压 栅极 阴极 电子束衍射实验 电子衍射图样 实验验证———衍射图样 1927年C.J.戴维森和 G.P.汤姆孙（J.J.汤姆孙之子）分别利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。 单缝衍射 双缝衍射 三缝衍射 四缝衍射 电子衍射实验 大量电子的一次行为 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。 电子双缝实验 德布罗意提出物质波的观念被证实，表明实物粒子也具有波粒二象性。 0.1nm 在伦琴射线（X射线）发现后的十多年间，这种射线到底是不是波长很的电磁波，尚无定论。1912年，德国物理学家劳厄提议，利用晶中体排列规则的物质微粒作为衍射光栅，来检验伦琴射线的波动性。实验获得了成功，证实伦琴射线就是波长为十分之几纳米的电磁波。 射线 X射线衍射图样 若电子具有波动性的理论成立，电子打在晶体上也应能观察到衍射现象。 食盐的晶体结构 知识点三、量子力学的建立 情境探究 如图甲，质子束被加速到接近光速；如图乙，中子星是质量、密度非常大的星体。请思考： (1)经典力学是否适用于质子束的运动规律 如何研究质子束的运动规律 (2)经典力学是否适用于中子星表面的物理规律 如何研究中子星表面的物理规律 普朗克黑体辐射理论 爱因斯坦光电效应理论 德布罗意物质波假说 康普顿散射理论 玻尔氢原子理论 在以玻恩、海森堡、薛定谔以及英国的狄拉克和奥地利的泡利为代表的众多物理学家的共同努力下,描述微观世界行为的理论被逐步完善并最终完整地建立起来,它被称为量子力学。 普朗克常量h 1. 推动核物理和粒子物理的发展 使我们认识了微观层次的物质结构 促进天文学和宇宙学的研究 惊奇地发现，最微观层次和最宏观层次的规律，竟有着紧密的联系！！！ 量子力学 促进粒子物理学的发 ... ...
