2017-2018学年高二物理上学期课时过关检测13(20200514211741)

1、学习氏标第3节粒子的波动性1知道光具有波粒二象性，区分光的波动性和粒子性.2.知道实物粒子和光子一样具有波粒二象性.3. 了解德布罗意波和粒子动量的关系.预习导学新知探究一、光的波粒二象性1. 波粒二象性：光既具有波动性，又具有粒子性.2. 光子的能量和动量：光子的能量和动量p可分别表示为： =hv p=勺能量和动量p是描述物质粒子性的重要物理量：波长 入 和频率v是描述物质波动性的典型物理量.普朗克常量h架起了粒子 性与波动性之间的桥梁.1. (1)光的干涉、洐射、偏振现象说明光具有波动性.()(2) 光子数量越大，其粒子性越明显.()(3) 光具有粒子性，但光子又不同于宏观观念的粒子.()

2、提示：“(2) x (3)V二、粒子的波动性及物质波的实验验证1. 粒子的波动性(1) 德布罗意波：每一个运动的粒子都与一个对应的波相联系， 这种与实物粒子相联系的波称为德布罗意波，也叫物质波.(2) 物质波的波长、频率关系式：h波长： A h 频率：v= h.2. 物质波的实验验证(1) 实验探究思路：干涉、衍射是波特有的现象，如果实物粒子具有波动性，则在一定条件下，也应该发生干涉或衍射现象.实验验证：1927年戴维孙和汤姆孙分别利用晶体做了电子束 衍射实验，得到了电子的衍射图样，证实了电子的波动性.(3) 说明 人们陆续证实了质子、中子以及原子、分子的波动性，寸于这 些粒子，德布罗意给出的

3、v=*和匸关系同样正确.hp 宏观物体的质量比微观粒子的质量大得多，运动时的动量彳 大，对应的德布罗意波的波长很小，根本无法观察到它的波动性.2. (1)一切宏观物体都伴随一种波，即物质波.()(2) 湖面上的水波就是物质波.()(3) 电子的衍射现象证实了实物粒子具有波动性.()提示：(1)x (2) x (3)V多维i果堂 师 生互动1突験魁难 讲编拇升 一知识点一对光的波粒二象性的理解实验基础表现说明光 的 波 动 性干涉和衍射(1) 光子在空间各点 出现的可能性大小 可用波动规律来描 述(2) 足够能量的光(1)光的波动性 是光子本身的 一种属性，不是 光子之间相互 作用产生的(大量光

4、子)在传播 时，表现出波的性 质(3)波长长的光容易 表现出波动性(2)光的波动性不同于宏观观念的波光 的 粒 子 性光电效 应、康普顿效应(1) 当光同物质发生 作用时，这种作用 是“一份一份”进 行的，表现出粒子 的性质(2) 少量或个别光子 容易显示出光的粒 子性波长短的光，粒 子性显著(1) 粒子的含义 是“不连 续”“一份一 份”的(2) 光子不同于 宏观观念的粒 子例1有关光的波粒二象性的下列说法中，正确的是 ()A .有的光是波，有的光是粒子B .光子与电子是同样的一种粒子C.光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著D .大量光子的行为往往显示出粒子性解析同一种光在

5、不同条件下，有时表现出波动性，有时表现 出粒子性，A错.电子是实物粒子，有静止质量；光子无静止质量， 以场的形式存在，B错.光的波长越长(频率越低),其波动性越显著， 反之，粒子性越显著，C对.大量光子的行为往往表现出波动性，D 错.答案C曲剧用 光既有波动性又有粒子性，二者是统一的.光的波长 越长，波动性越强，波长越短，粒子性越强.个别光子易显示粒子性， 大量光子易显示波动性.知识点二 物质波的理解和波长计算1. 对物质波的理解(1) 任何物体，小到电子、质子，大到行星、太阳都存在波动性， 我们之所以观察不到宏观物体的波动性，是因为宏观物体对应的波长 太小的缘故.(2) 粒子在空间各处出现的

6、几率受统计规律支配，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.2. 计算物质波波长的方法(1) 根据已知条件，写出宏观物体或微观粒子动量的表达式p =mv.(2) 根据波长公式 匕求解.注意区分光子和微观粒子的能量和动量的不同表达式.如光h1子的能量：尸h v,动量p =微观粒子的动能：Ek=2mv2,动量p =mv.令忑视角对物质波的理解例三 下列关于德布罗意波的认识，正确的解释是 （）A .任何一个物体都有一种波和它对

7、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 .宏观物体运动时，看不到它的衍射或干涉现象，所以宏观物体不具有波动性解析运动的物体才具有波动性，A项错；宏观物体由于动量 太大，德布罗意波长太小，所以看不到它的干涉、衍射现象，但仍具 有波动性，D项错；X光是波长极短的电磁波，是光子，它的衍射不 能证实物质波的存在，B项错.答案C令題视角2物质波波长的计算例吕 如果一个中子和一个质量为10 g的子弹都以103 m/s的速 度运动，则它们的德布罗意波的波长分别是多长？（中子的质量为271.67X 10 27 kg）解析中子的动量为pi = mi

8、v,子弹的动量为p2= m2V,据ah知中子和子弹的德布罗意波的波长分别为h 、 h pi，p；联立以上各式解得：入=miv，山=既将 mi = 1.67X 10-27 kg, v= 1 x 103 m/s, h = 6.63X 10-34 J s, m2=1.0x 10-2 kg代入上面两式可解得k = 4.0x 10-10 m,6.63X 10-35 m.答案4.0x 10-10 m 6.63X 10- 35 m名师点评 本题考查德布罗意波的波长计算.一般先求出动量，再由公式 Ah求德布罗意波的波长.注意将各物理量统一采用国际制单位.疑难突破 思维升华*以携说陆JS娄瞬迪 典型问题一一人类

9、对光的本性认识历程光的本性是什么？从牛顿的光的微粒说，到托马斯杨和菲涅耳的光的波动说，从麦克斯韦的光的电磁说，到爱因斯坦的光子说，人类对光的认识构成了一部科学史诗.X微粒说波动说电磁说光子说波粒二象性年代17世纪17世纪19世纪中期20世纪中期20世纪初代表人物牛顿惠更斯麦克斯韦爱因斯坦公认实验依据光的直线 传播、光 的反射光的干 涉、衍射能在真空 中传播，是 横波，光速光电效 应、康普顿效应光既有波动现象， 又有粒 子特征等于电磁波速内容要点光是由一份一份光子组成的光是具有 电磁本性 的物质，既有波动性 又有粒子 性光是 群 弹性粒子光疋种机械波光疋种电磁波关于光的本性，下列说法中正确的是（

10、）A .关于光的本性，牛顿提出微粒说，惠更斯提出波动说，爱因斯坦提出光子说，它们都说明了光的本性B .光具有波粒二象性是指：既可以把光看成宏观概念上的波，也可以看成微观概念上的粒子C.光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光电效应说明光具有粒子性D .光的波粒二象性是将牛顿的粒子说和惠更斯的波动说真正有机地统一起来解析光的波动性指大量光子在空间各点出现的可能性的大小可以用波动规律来描述，不是惠更斯的波动说中宏观意义下的机械 波，光的粒子性是指光的能量是一份一份的，每一份是一个光子，不 是牛顿微粒说中的经典微粒.某现象说明光具有波动性，是指波动理 论能解释这一现象；某现象说明光具有粒子性，是指能用

11、粒子说解释这个现象.要区分说法和物理史实与波粒二象性之间的关系. 选项C正确、选项A、B、D错误.答案C即7即纵（多选）人类对光的本性的认识经历了曲折的过程.下列关于光的本性的陈述符合科学规律或历史事实的是（）A .牛顿的“微粒说”与爱因斯坦的“光子说”本质上是一样的B .光的双缝干涉显示了光的波动性C.麦克斯韦预言了光是一种电磁波D .光具有波粒二象性解析：选BCD.牛顿的“微粒说”认为光是一种物质微粒，爱因 斯坦的“光子说”认为光是一份一份不连续的能量，显然选项A错 误；干涉、衍射是波的特性，光能发生干涉说明光具有波动性，选项 B正确；麦克斯韦根据光的传播不需要介质，以及电磁波在真空中的

12、传播速度与光速近似相等，认为光是一种电磁波，后来赫兹用实验证 实了光的电磁说，选项C正确；光具有波动性与粒子性，称为光的 波粒二象性，选项D正确.分层j寅练 巩固洛判以练促与！补矩扬尺随堂达标1. （2016哈尔滨高二检测）下列各组现象能说明光具有波粒二象性的是（）A .光的色散和光的干涉B. 光的干涉和光的衍射C. 泊松亮斑和光电效应D .光的反射和光电效应解析：选C.光的干涉、衍射、泊松亮斑是光的波动性的证据 ， 光电效应说明光具有粒子性 ，光的反射和色散不能说明光具有波动性 或粒子性 ， 故选项 C 正确2对光的认识，以下说法正确的是 ()A .光波和声波的本质相同，都具有波粒二象性B

13、.光既具有波动性，又具有粒子性，两种性质是不相容的C.光表现出波动性时，就不具有粒子性了，光表现出粒子性时， 就不具有波动性了D .光的波粒二象性应理解为：在某种场合下光的波动性表现明 显，在另外某种场合下，光的粒子性表现明显解析：选D.光波是电磁波，具有波粒二象性，声波是机械波， 是振动在介质中的传播 ，二者本质不同 ， A 错；光的干涉、 衍射现象， 这属于波的特征 ，微粒说无法解释光电效应现象用波动说无法解释 ， 而用光子说可以完美地进行解释 ，证实光具有粒子性因此 ，光既具 有波动性 ，又具有粒子性 ， B 错；光的波动性与粒子性都是光的本质 属性，只是表现明显与否，不容易观察并不说明

14、不具有，C错；波动 性和粒子性是光在不同情况下的不同表现 ，是同一客体的两个不同侧 面、不同属性，我们无法只用其中一种去说明光的一切行为，只能认 为光具有波粒二象性， D 对3下列说法中正确的是 ( )A .物质波属于机械波B .只有像电子、质子、中子这样的微观粒子才具有波动性C.德布罗意认为，任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳都具有一种波和它对应，这种波叫做物质波D .宏观物体运动时，看不到它的衍射或干涉现象，所以宏观物体运动时不具有波动性解析：选C.物质波是一切运动着的物体所具有的波 ，与机械波 性质不同，宏观物体也具有波动性，只是干涉、衍射现象不明显，只 有选项C正确.4.电子经电势差为U = 220 V的电场加速，在vc的情况下，求 此电子的德布罗意波长.（已知：电子质量为9.11X10-31 kg,电子电 荷量为 1.6X 10_19 C）解析：在电场作用下2mv2 = eU,得 心片器，根据德布罗意波 长