3　粒子的波动性 (3)

1、导入新课 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？ 问题 光是一种物质，它既具有粒子性，又具有波动性。在不同条件下表现出不同特性。本节将针对光的这两个特性进一步的展开分析。知识要点第三节 崭新的一页：粒子的波动性第十七章波粒二象性一、光的波粒二象性1、光的特性： 大量事实说明：光是一种波，同时也是一种粒子，光具有波粒二象性。 光的分立性和连续性是相对的，是不同条件下的表现，光子的行为服从统计规律。2、光子的能量与动量之间的关系： =h P=h/ 两式的物理量和p描述光的粒子性，和描述光的波动性。二、粒子的波动性 法国物理学家，德布罗意原来学

2、习历史，后来改学理论物理学。他善于用历史的观点，用对比的方法分析问题。 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。普朗克1、粒子波动性的假设 1923年，德布罗意最早想到了这个问题，并且大胆地设想，对于光子的波粒二象性会不会也适用于实物粒子。 实物粒子也具有波动性实物粒子：静止质量不为零的那些微观粒子。 这种与实物粒子相联系的波后来称为徳布罗意波，也叫物质波。2、德布罗意关系式： 一个能量为E、动量为 p 的实物粒子同时具有波动性，动量为 P 的粒子波长：例题 如速度v=5.0102m/s飞行的子弹，质量为m=10-2Kg，对应的德布罗意波长为： 电子m=9.11

3、0-31Kg，速度v=5.0107m/s, 对应的德布罗意波长为：3、物质波波长 为德布罗意波长，h为普朗克常量，p为粒子动量。 三、物质波的实验验证 宏观物体的波长比微观粒子的波长小得多，这在生活中很难找到能发生衍射的障碍物，所以我们并不认为它有波动性作为微观粒子的电子，其德布罗意波波长为1010m数量级，找与之相匹配的障碍物也非易事 1、电子衍射实验 电子束在穿过细晶体粉末或薄金属片后，也象X射线一样产生衍射现象。屏 P多晶薄膜高压栅极阴极 1927年 G.P.汤姆逊（J.J.汤姆逊之子） 也独立完成了电子衍射实验。与 C.J.戴维森共获 1937 年诺贝尔物理学奖。电子束穿过铝箔后的衍射

4、图像 除了电子以外，后来还陆续证实了质子，中子，以及原子的波动性。1、光学显微镜的原理 使用无限远光学系统的显微镜主要由物镜、管镜和目镜组成。标本经物镜和管镜放大后，形成放大倒立的实象；实象经目镜再次放大后，形成放大的虚象。科学漫步2、电子显微镜的原理 电子显微镜是根据电子光学原理，用电子束和电子透镜代替光束和光学透镜，使物质的细微结构在非常高的放大倍数下成像的仪器。 光学显微镜扫描式电子显微镜1下列现象说明光具有波粒二象性的是（ ） A光的偏振和干涉 B光的衍射和干涉 C光的干涉和光电效应 D光的衍射和康普顿效应2、已知能使某金属产生光电效应的极限频率为 v0 （ ） A.当用频率为2 v0

5、的单色光照射该金属时，一定能产生光电子 B.当用频率为2 v0的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为hv C.当照射光的频率v大于v0时，若v增大，则逸出功增大 D.当照射光的频率v大于v0时，若增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍3、下列说法正确的是（ ）A只有大量电子才能表现波动性 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4在光电效应实验中，如果需要增大光电子到达阳极时的速度，可采用哪种方法？（ ）A增加光照时间B增大入射光的波长C增大入射光的强度D增大入射光频率金属钠产生光电效应的极限频率是6.01014Hz根据能量转化和守恒守律，计算用波长0.40m的单色光照射金属钠时，产生的光电子的最大初动能是多大？ 课堂小结 光是一种波，同时也是一种粒子，光具有波粒二象性。光子的能量与动量之间的关系：=hP=h/ 两式的物理量和p描述光的粒子性，和 描述光的波动性。 实物粒子也具有波动性一个能量为E、动量为