第十七章345节导学案.doc

高二物理选修3-5导学案 NO.45 时间2009/05/19 编制：宋秀丽 审核： 包科领导： 班级 学习小组 组内编号 姓名 组内评价 教师评价 学案装订线内不要答题17.3 崭新的一页：粒子的波动性【学习目标】1了解光既具有波动性，又具有粒子性。2知道实物粒子和光子一样具有波粒二象性。3知道德布罗意波的波长和粒子动量关系。（一）引入新课前面我们学习了有关光的一些特性和相应的事实表现，那么我们究竟怎样来认识光的本质和把握其特性呢？（二）进行新课仔细阅读课本3739页，回答下面问题：1、光的波粒二象性 光是一种 ，同时也是一种 ，光具有 。2、光子的能量与频率以及动量与波长的关系 3、粒子的波动性提问：同样作为物质的实物粒子(如电子、原子、分子等)是否也具有波动性呢？（1）德布罗意波实物粒子也具有波动性，这种波称之为物质波，也叫德布罗意波。（2）物质波波长 4物质波的实验验证电子衍射实验从而证实了德布罗意的假设。对光的波粒二象性的理解：1大量光子产生的效果显示波动性，个别光子产生的效果显示粒子性。2光子和质子、电子等实物粒子一样，具有能量和动量。光和其他物质相互作用时，粒子性起主导作用。在光的传播过程中，光子在空间各点出现的可能性的大小，波动性起主要作用。3光子的能量与其对应的频率成正比，动量与其波长成反比，而频率和波长是表征波动性的物理量，因此 揭示了光的波动性和粒子性之间的密切联系。4对不同频率的光子，频率低、波长长的光，波动性特征显著；而频率高、波长短的光，粒子性特征显著。 17.4 概 率 波1、知道经典的粒子与经典的波的区别与联系。2、利用概率波观点解释一些现象一、经典的粒子与经典的波经典粒子的基本特征：有一定的的空间大小，有一定的质量，有的有电荷。只要知道物体的初始条件（初始位置、初速度）以及受力情况，由牛顿第二定律可知，就能确定它们以后任意时刻的位置和速度，进而确定它们在空间中的运动轨迹。经典的波：经典的波在空间中是弥散开来的，其特征是具有波长和频率，具有时空的周期性。可以看出经典的粒子和经典的波是完全不同的两件事，但是在现代物理当中却是统一的，科学家是如何把它们统一起来的呢？二、概率波双缝干涉实验尽管单个光子的落点不可预测，但是长时间曝光之后仍然得到了类似于干涉图样的明暗相间的条纹。表明光的波动性不是光子相互作用引起的，波动性是光子自身的固有属性。也就是说 “一个光子”也具有的波动性”。虽然不能确定单个光子的落点，但光子在空间出现的概率可以通过波动的规律来确定。所以光子本身是一种概率波。17.5 不确定性关系教学目标1.知道测不准关系上微观粒子运动规律.2.了解位置和动量的测不准关系xph/4.学习光的波粒二象性和物质波的时候，我们用概率波来描述微观粒子的运动规律，知道微观粒子具有波动性，我们不能确定它在空间的位置，只可以描述其在空间各点的概率。阅读教材4244页，知道如果用x表示位置的不确定量，以p表示粒子动量的不确定量，那么 xph/4这就是著名的不确定性关系，简称不确定关系。【自学检测】1下列事实中，表明光具有粒子性的是 ( )A光的干涉 B光的衍射 C光电效应 D康普顿效应2爱因斯坦由光电效应的实验规律，猜测光具有粒子性，从而提出光子说，从科学研究的方法来说，这属于 ( )A等效替代 B控制变量 C科学假说 D数学归纳3在验证光的波粒二象性的实验中，下列说法正确的是 ( )A使光子一个一个地通过狭缝，如时间足够长，底片上将会显示衍射图样 B单个光子通过狭缝后，底片上会出现完整的衍射图样 C光子通过狭缝的运动路线像水波一样 D光的波动性是大量光子运动的规律 4关于德布罗意波，正确的解释是 （ ）A运动的物体都有一种波和它对应，这就是物质波B微观粒子都有一种波和它对应，这就是物质波C原子从高能级向低能级跃迁时，会辐射物质波D宏观物体运动时，它的物质波波长太短，很难观察到它的波动性。5关于物质波的认识，正确的是 （ ）A任何一种物体都有一种波和它对应，这就是物质波。B X光的衍射证实了物质波的假设是正确的。C 电子的衍射证实了物质波的假设是正确的。D物质波是一种机械波。6下面关于光的波粒二象性的说法中，正确的说法是 ( )A大量光子产生的效果往往显示出波动性，个别光子产生的效果往往显示出粒子性B频率越大的光其粒子性越显著，频率越小的光其波动性越显著C光在传播时往往表现出的波动性，光在跟物质相互作用时往往表现出粒子性D光不可能同时既具有波动性，又具有粒子性7在双缝干涉实验中，明暗条纹形成的原因解释正确的是 ( )A暗条纹处一定没有光子到达 B暗条纹处可能也有光子到达C光子到达暗条纹处的概率很小 D光子到达明条纹处的概率很大8由不确定关系可以得出的结论是（ ）A如果动量的不确定范围越小，则与它对应坐标的不确定范围就越大B如果位置坐标的不确定范围越小，则动量的不确定范围就越大C动量和位置坐标的不确定范围之间的关系不是反比例函数D动量和位置坐标的不确定范围之间有唯一确定的关系9有一真空中波长为610-7m的单色光，普朗克常量为6.6310-34 Js求此单色光的（1）频率； （2）1个光子的能量。选做题 1 利用金属晶格（大小约10-10m）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，然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、电量为e、初速度为零，加速电压为U，普朗克常量为h，则下列说法中正确的是 ( )A该实验说明电子具有波动性B实验中电子束的德布罗意波长为C加速电压U越大，电子的衍射现象越不明显 D若用相同动能的质子代替电子，衍射现象将更加明显 2 40瓦的白炽灯，有5的能量转化为可见光。设所发射的可见光的平均波长为580nm，那么该白炽灯每秒种辐射的光子数为_个。3已知每秒从太阳射到地球的垂直于太