粒子的波动性

1、粒子的波动性光电效应光电效应爱因斯坦的爱因斯坦的光子说光子说光光具有具有能量能量光的散射光的散射光在介质中与物质微粒相互作光在介质中与物质微粒相互作用用,因而因而传播方向发生改变传播方向发生改变,这这种现象叫做种现象叫做光的散射光的散射康普顿效应康普顿效应光子模型光子模型 19231923年年康普顿康普顿在做在做 X 射线通过物质散射的射线通过物质散射的实验时，发现实验时，发现散射线散射线中除有与中除有与入射线波长相同入射线波长相同的射线外，的射线外，还有比入射线波长更长的射线还有比入射线波长更长的射线，其，其波长的改变量与散射角波长的改变量与散射角有关，而与入射线波长有关，而与入射线波长 和

2、散射物质都无关。和散射物质都无关。石墨对石墨对X射线散射射线散射康普顿效应康普顿效应说明说明光子光子具有具有动量动量2mcE hchcchmcP2h2chm质能方程质能方程一个光子一个光子的能量的能量动量动量P=mvc伊普西伊普西隆隆hE hP动量动量、能量能量是描述是描述粒子粒子的的h是架起粒子性与波动性之间的是架起粒子性与波动性之间的桥梁桥梁频率频率和和波长波长则是用来描述则是用来描述波波的的光电效应、光电效应、康普顿效应康普顿效应说明光具有说明光具有粒粒子性子性光的干涉、衍射光的干涉、衍射说明光具有说明光具有波动性波动性光光具有具有波粒二象性波粒二象性实物粒子具有波动性吗？实物粒子具有波

3、动性吗？阅读教材阅读教材P37P38二、粒子的波动性及实验验证二、粒子的波动性及实验验证1.1.粒子的波动性粒子的波动性: :(1)(1)德布罗意波德布罗意波: :每一个每一个运动运动的粒子都与一个的粒子都与一个对对应应的波相联系的波相联系, ,这种与这种与实物粒子实物粒子相联系的波称为相联系的波称为德布罗意波德布罗意波, ,也叫也叫物质波物质波。(2)(2)物质波的波长物质波的波长 (3)(3)物质波的频率物质波的频率phh一颗子弹、一个足球有没有波动性呢？一颗子弹、一个足球有没有波动性呢？ 质量质量 m = 0.01kg，速度，速度 v = 300 m/s 的的子弹子弹的德布洛意波长为多少

4、？的德布洛意波长为多少？ 它能表现出波动性吗？它能表现出波动性吗？一切实物粒子都有波动性一切实物粒子都有波动性计算结果表明，子弹的波长小到实验难以测计算结果表明，子弹的波长小到实验难以测量的程度。量的程度。又例如：又例如：电子电子m=9.1 10-31Kg，速度，速度v=5.0 107m/s, 对应的德布罗意波长为对应的德布罗意波长为多少？多少？nmmvh2104 . 1X射线射线波段波段 可见，只有可见，只有微观粒子微观粒子的波动性的波动性较显较显著著；而；而宏观粒子宏观粒子(如子弹如子弹)的波动性的波动性根本测根本测不出来不出来。2.2.物质波的实验验证物质波的实验验证: :(1)(1)实

5、验探究思路实验探究思路: :干涉干涉、衍射衍射是波特有的现象是波特有的现象, ,如如果实物粒子具有果实物粒子具有波动性波动性, ,则在一定条件下则在一定条件下, ,也应该也应该发生发生干涉干涉或或衍射衍射现象。现象。(2)(2)实验验证实验验证:1927:1927年年戴维孙戴维孙和和汤姆孙汤姆孙分别利用分别利用晶晶体体做了做了电子束衍射电子束衍射的实验的实验, ,得到了得到了电子的衍射图样电子的衍射图样, ,证实了证实了电子电子的波动性。的波动性。(3)说明说明:人们陆续证实了人们陆续证实了质子质子、中子中子以及以及原原子子、分子分子的波动性。对于这些粒子的波动性。对于这些粒子,德布罗德布罗意

6、给出的意给出的 和和 关系同样正确。关系同样正确。phhL.V.L.V.德布罗意德布罗意 电子波动性的理论电子波动性的理论研究研究1929诺贝尔物理学奖诺贝尔物理学奖 C.J.戴维孙戴维孙 通过实验发现通过实验发现晶体晶体对电子的衍射作用对电子的衍射作用1937诺贝尔物理学奖诺贝尔物理学奖电子显微镜电子显微镜要观察纳米级以下的微小结构，需要利用分辨率要观察纳米级以下的微小结构，需要利用分辨率比光学显微镜更高的电子显微镜有关电子显微比光学显微镜更高的电子显微镜有关电子显微镜的下列说法正确的是镜的下列说法正确的是()A它是利用了电子物质波的波长比可见光短，因它是利用了电子物质波的波长比可见光短，因

7、此不容易发生明显衍射此不容易发生明显衍射B它是利用了电子物质波的波长比可见光长，因它是利用了电子物质波的波长比可见光长，因此不容易发生明显衍射此不容易发生明显衍射C它是利用了电子物质波的波长比可见光短，因它是利用了电子物质波的波长比可见光短，因此更容易发生明显衍射此更容易发生明显衍射D它是利用了电子物质波的波长比可见光长，因它是利用了电子物质波的波长比可见光长，因此更容易发生明显衍射此更容易发生明显衍射用显微镜观看细微结构时，由于受到衍射现象用显微镜观看细微结构时，由于受到衍射现象的影响而观察不清，因此观察越细小的结构，的影响而观察不清，因此观察越细小的结构，就要求波长越短，波动性越弱，关于在加速就要求波长越短，波动性越弱，关于在加速电压值相同的情况下，电子显微镜与质子显电压值相同的情况下，电子显微镜与质子显微镜的分辨本领，下列判定正确的是