2018年学年高中物理人教版选修35教的学案第十七章第3节粒子的波动性高品质版

1、第3节粒子的颠簸性1光的干涉、衍射、偏振现象说明光拥有颠簸性，光电效应和康普顿效应说明光拥有粒子性；即光拥有波粒二象性。2光子的能量h和动量ph是描述物质的粒子性的重要物理量，揭穿了光的粒子性和颠簸性之间的亲近关系。3德布罗意波又叫物质波，其波长和频率分别为：h，。ph一、光的波粒二象性1光的波粒二象性光既拥有颠簸性，又拥有粒子性，即光拥有波粒二象性。2光子的能量和动量能量：h。(2)动量：ph。(3)意义：能量和动量p是描述物质的粒子性的重要物理量；波长和频率是描述物质的颠簸性的典型物理量。因此h和ph揭穿了光的粒子性和颠簸性之间的亲近关系，普朗克常量h架起了粒子性与颠簸性之间的桥梁。二、粒

2、子的颠簸性及实验考据1粒子的颠簸性德布罗意波：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。物质波的波长、频率关系式：h波长：p频率：h。2物质波的实验考据明验研究思路：干涉、衍射是波特有的现象，若是实物粒子拥有颠簸性，则在必然条件下，也应该发生干涉或衍射现象。实验考据：1927年戴维孙和汤姆孙分别利用晶体做了电子束衍射实验，获取了电子的衍射图样，证了然电子的颠簸性。说明：人们陆续证了然质子、中子以及原子、分子的颠簸性，关于这些粒子，德布罗意给h出的和关系同样正确。hp宏观物体的质量比微观粒子的质量大得多，运动时的动量很大，对应的德布罗意波的波长很

3、小，根本无法观察到它的颠簸性。1自主思虑判一判德布罗意认为实数粒子也拥有颠簸性。()光的波粒二象性完整推翻了麦克斯韦电磁理论。()波长较长的光只有颠簸性，没有粒子性。()向前翱翔的子弹拥有颠簸性。()2合作研究议一议光的颠簸性与粒子性跟光波频率高低、波长的长短有怎样的关系？提示：光波频率越低，波长越长，光的颠簸性越明显；光波频率越高，波长越短，光的粒子性越明显。每一个运动的物体都有一个对应的波，为什么观察不到一粒翱翔着的子弹的颠簸性？提示：宏观物体在运动时，我们观察不到它们的颠簸性，但也有一个波与之对应，可是对应翱翔的子弹的波的波长太小了，因此观察不到子弹的颠簸性，但一粒翱翔着的子弹的颠簸性还

4、是存在的。对光的波粒二象性的理解1对光的本性认识史人类对光的认识经历了漫长的历程，从牛顿的光的微粒说、托马斯杨和菲涅耳的颠簸说，从麦克斯韦的光的电磁说到爱因斯坦的光子说。直到二十世纪初，关于光的本性的认识才提升到一个更高层次，即光拥有波粒二象性。关于光的本性认识史，列表以下：波粒二学说名称微粒说颠簸说电磁说光子说象性代表人物牛顿惠更斯麦克斯韦爱因斯坦能在真空光既有中流传，光电效颠簸现光的直线传光的干是横波，应、康实验依照象，又有播、光的反射涉、衍射光速等于普顿效粒子特电磁波的应速度征光是具有电磁光是由光是一本性的光是一群弹光是一种一份一内容要点种机械物质，既性粒子电磁波份光子波有颠簸组成的性又

5、有粒子性2对光的波粒二象性的理解基础实验表现说明(1)光子在空间各点出现的(1)光的颠簸性是光子本可能性大小可用颠簸规律身的一种属性，不是光子光的颠簸性干涉和衍射来描述之间相互作用产生的(2)足够能量的光在流传时，(2)光的颠簸性不同样于宏表现出波的性质观看法的波光的粒子性光电效应、康普(1)当光同物质发生作用时，(1)粒子的含义是“不连顿效应这种作用是“一份一份”续”“一份一份”的进行的，表现出粒子的性质(2)光子不同样于宏观看法(2)少量或个别光子简单显的粒子示出光的粒子性典例(多项选择)以下说法正确的选项是()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，其颠簸性

6、越明显；波长越短，其粒子性越明显D光的干涉、衍射现象说明光拥有颠簸性，光电效应说明光拥有粒子性思路点拨解答本题应注意以下三个方面：光子与实物粒子的差异。光的波粒二象性是光的本性。光显示颠簸性或粒子性是有条件对应的。剖析所有光都拥有波粒二象性，光的有些行为(如干涉、衍射)表现出颠簸性，光的有些行为(如光电效应)表现出粒子性，因此不能够说有的光是波，有的光是粒子，A错误；诚然光子和电子都是微观粒子，都拥有波粒二象性，但电子是实物粒子，有静止质量，光子不是实物粒子，没有静止质量，电子是以实物形式存在的物质，光子是以场形式存在的物质，因此不能够说光子和电子是同样的一种粒子，B错误；波长长，简单发生干涉

7、、衍射，颠簸性强，反之，波长短，光子能量大，粒子性强，C正确；干涉、衍射是波特有的现象，光电效应说明光拥有粒子性，D正确。答案CD1光拥有波粒二象粒，那么能够证明光拥有波粒二象性的现象是()A光的反射及小孔成像B光的干涉、光的衍射、光的色散C光的折射及透镜成像D光的干涉、光的衍射和光电效应剖析：选D中学阶段表示光拥有颠簸性的典型现象是光的干涉和衍射现象，表示光拥有粒子性的典型现象是光电效应和康普顿效应。2(多项选择)关于光的颠簸性与粒子性，以下说法正确的选项是()A爱因斯坦的光子说否定了光的电磁说B光电效应现象说了然光的粒子性C光波不同样于机械波，它拥有物质性D光的颠簸性和粒子性是相互矛盾的，

8、无法一致剖析：选BC爱因斯坦的光子说和光的电磁说在微观世界中是一致的。3(多项选择)以下说法中正确的选项是()A光的干涉和衍射现象说明光拥有颠簸性B光的频率越大，波长越长C光的波长越长，光子的能量越大D光在真空中的流传速度为3.0108m/s剖析：选AD光既拥有颠簸性又拥有粒子性，A正确。由v知B错。由爱因斯坦光子理论h，v，知波长越长，光频率越小，光子能量越小，C错。任何光在真空中流传速度均为3.0108m/s，D正确。对物质波的理解1任何物体，小到电子、质子，大到行星、太阳都存在颠簸性，我们之因此观察不到宏观物体的颠簸性，是由于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概率受颠簸

9、规律支配，不要以宏观看法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实行，使之包括了所有的物质粒子，即光子与实物粒子都拥有粒子性，又都拥有颠簸性，与光子对应的波是电磁波，与实物粒子对应的波是物质波。典例若是一其中子和一个质量为10g的子弹都以27布罗意波的波长分别是多大？(中子的质量为1.6710103kg)m/s的速度运动，则它们的德思路点拨(1)子弹的动量p可用pmv求解。h德布罗意波长与物体的动量p的关系：p。剖析中子的动量为：p1m1v，子弹的动量为：p2m2v，据h知中子和子弹的德布罗意波长分别为：h，hp1p12p2联立以上各式解得：h，h1m1v2m2v将m11

10、.671027kg，v1103m/s，h6.631034Js，m21.0102kg代入上面两式可解得：14.01010m，26.631035m。1035答案4.010m6.6310m有关德布罗意波计算的一般方法(1)计算物体的速度，再计算其动量。若是知道物体动能也能够直接用p2mEk计算其动量。h(2)依照p计算德布罗意波长。(3)需要注意的是：德布罗意波长一般都很短，比一般的光波波长还要短，能够依照结果的数量级大体判断结果可否合理。(4)宏观物体的波长小到能够忽略，其颠簸性很不明显。1以下说法中正确的选项是()A质量大的物体，其德布罗意波长短B速度大的物体，其德布罗意波长短C动量大的物体，其

11、德布罗意波长短D动能大的物体，其德布罗意波长短剖析：选C由h可知，德布罗意波长与其动量成反比。p2(多项选择)依照物质波理论，以下说法中正确的选项是()A微观粒子有颠簸性，宏观物体没有颠簸性B宏观物体和微观粒子都拥有颠簸性C宏观物体的颠簸性不易被人观察到是由于它的波长太长D速度同样的质子和电子对照，电子的颠簸性更加明显剖析：选BD所有运动的物体都有一种物质波与它对应，因此宏观物体和微观粒子都拥有颠簸性，A选项错误，B选项正确；宏观物体的物质波波长很短，不易观察到它的颠簸性，因此C选项错误；速度同样的质子与电子对照，电子质量小，物质波波长更长，因此电子颠簸性更明显，D选项正确。32002年诺贝尔

12、物理学奖中的一项为哪一项奖励美国科学家贾科尼和日本科学家小柴昌俊发现了宇宙X射线源。X射线是一种高频电磁波，若X射线在真空中的波长为，以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，以E和p分别表示X射线每个光子的能量和动量，则()hhhAEc，p0BEc，pc2hchchCE，p0DE，p剖析：选D依照Eh，且h，c可得X射线每个光子的能量为Ehc，每个p光子的动量为ph。1以下说法正确的选项是()A光的颠簸性近似于机械波，光的粒子性近似于质点B光不拥有颠簸性C由于光既拥有颠簸性，又拥有粒子性，无法只用其中一种去说明光的所有行为，只能认为光拥有波粒二象性D实物粒子和光子同样都拥有波粒二象性，因此实物

13、粒子与光子是同样实质的物质剖析：选C光的颠簸性和光的粒子性不同样于宏观的机械波和粒子，属于微观世界，A错误；光既拥有颠簸性又拥有粒子性，B错误；光的颠簸性和粒子性是光的行为，即光具有波粒二象性，C正确；实物粒子诚然与光子拥有某些同样的现象，但粒子是实物，而光则是流传着的电磁波，其实质不同样，D错误。2(多项选择)关于光的波粒二象性，以下说法正确的选项是()A光的频率越高，光的能量越大，粒子性越明显B光的波长越长，光的能量越小，颠簸性越明显C频率高的光只拥有粒子性，不拥有颠簸性D无线电波只拥有颠簸性，不拥有粒子性剖析：选AB光的频率越高，由h知光子的能量越大，光的波长越短，粒子性越明显，A对；光

14、的波长越长，则频率越小，由h知光子的能量越小，则光的颠簸性越明显，B对；频率高的光粒子性明显，但也拥有颠簸性，C错；无线电波是电磁波，既拥有波动性也拥有粒子性，D错。3质量为m的粒子原来的速度为v，现将粒子的速度增大为2v，则该粒子的物质波的波长将(粒子的质量保持不变)()A保持不变B.变成原来波长的两倍C变成原来波长的一半D变成原来波长的2倍剖析：选C由题知，粒子速度为v时，1h；粒子速度为2v时，2h，21mv2mv2。可知1C正确，A、B、D错。4电子显微镜的最高分辨率高达0.2nm，若是有人制造出质子显微镜，在加速到同样的速度情况下，质子显微镜的最高分辨率将A小于0.2nmC等于0.2

15、nm()B大于0.2nmD以上说法均不正确剖析：选A显微镜的分辨能力与波长有关，波长越短其分辨率越高，由h知，如p果把质子加速到与电子同样的速度，质子的波长更短，分辨能力更高。5如图1所示，当弧光灯发出的光经一狭缝后，在锌板上形成明暗相间的条纹，同时与锌板相连的验电器铝箔有张角，则该实验()图1A只能证明光拥有颠簸性B只能证明光拥有粒子性C只能证明光能够发生衍射D证明光拥有波粒二象性剖析：选D弧光灯发出的光经一狭缝后，在锌板上形成明暗相间的条纹，这是光的衍射，证了然光拥有颠簸性，验电器铝箔有张角，说明锌板发生了光电效应，则证了然光拥有粒子性，因此该实考据了然光拥有波粒二象性，D正确。6(多项选

16、择)下表列出了几种不同样物体在某种速度下的德布罗意波长和频率为1MHz的无线电波的波长，由表中数据可知()质量/kg速度/(ms波长/m1)弹子球2.01021.01023.31030电子(100eV)9.110315.01061.21010无线电波(13.01083.3102MHz)A要检测弹子球的颠簸性几乎不能能B无线电波平常情况下只能表现出颠簸性C电子照射到金属晶体上能观察到它的颠簸性D只有可见光才有颠簸性剖析：选ABC由于弹子球德布罗意波长极短，故很难观察其颠簸性，而无线电波波长为3.0102m，因此平常表现出颠簸性，很简单发生衍射，而金属晶体的晶格线度大体10m数量级，因此波长为10

17、m的电子能够观察到明显的衍射现象，应选A、是101.210B、C。7如图2所示为证明电子波存在的实验装置，从F上漂出的热电子能够为初速度为零，30K1和K2所加加速电压U104V，电子质量为m0.9110kg。电子被加速后经过小孔后入射到薄的金膜上，发生衍射，结果在照相底片上形成同心圆明暗条纹。试计算电子的德布罗意波长。图2剖析：电子加速后的动能12pmv2mEk2meU。EkmveU，电子的动量2由h知，h，代入数据得1.231011m。p2meU答案：1.231011m8任何一个运动着的物体，小到电子、质子、大到行星、太阳，都有一种波与之对应，波长是hp，式中p是运动物体的动量，h是普朗克

18、常量，人们把这种波叫做德布罗意波。现有一个德布罗意波长为的物体1和一个德布罗意波长为的物体2，二者相向正撞后12粘在一起，已知|p1|p2|，则粘在一起的物体的德布罗意波长为多少？剖析：由动量守恒定律有p2p1(m1m2)v及ph得hhh，21因此12。2112答案：12对爸爸的印象，从记事的时候，就有了，他留给我的印象就是默然少言的，但是脸上却向来有微笑，无论家里遇到了什么样的困难，只要有爸爸在，所有都能够雨过天晴的，小时候，家里很穷，但是作为孩子的我们（我和哥哥），却很幸福。爸爸向来不会由于缺钱，而让我们感感觉些许的窘况和紧张，哪怕的低三下气的问人借钱，爸爸都会准时给我们交了学费，向来都不

19、会给我们兄妹俩拖欠学费。爸爸闲下来的时候，就会给我和哥哥讲他们生活的那个年代，很苦很累，还经历过自然灾害，穷的时候，连饭都吃不饱。在我的印象里，最深的一件事情就是过年的时候，无论这一年钱赚的多还是少，爸爸总会让妈妈带着我和哥哥去买新衣服，自然了，妈妈也必定买新的，唯有爸爸，他是家里面唯一一个能够穿旧衣服过新年的人，这就是我关于爸爸的儿时的印象，他爱家人，向来不愿委屈自己的妻子和孩子。成长岁月里的爸爸在我们渐渐成长的的岁月里，作为孩子，我们都有了自己的认知和想法，青春期的反叛，我们也给爸爸惹了很多祸，但是，无论我们闯的祸有多大，最后都是爸爸出头，来摆平解决所有。在这个渐渐懂事的过程中，爸爸扮演着

20、一位良师的角色，事情过后，爸爸也会顺便好好的教育我们，让我们懂得，我们做的是对的，值得激励的，还是不对的，今后需要去改正的。爸爸在社会上经历的多了，懂得的道理也比我们多很多。我们是在趔趔趄趄的认知中去研究这个社会，而爸爸就是这条研究道路的指明灯！在我们长大的青春岁月里，我们在爸爸身上看到了责任、懂得了担当的重要性！爸爸，在我们的生活中，必不能少，他让我们（大哥和我）拥有了正确的人生观和价值观，他教会了我们怎样对待这个世界，怎样去更好的创立自己想要的生活！渐渐上了年纪的爸爸：我只想用“渐渐上了年纪”来形容现在的爸爸，不想要用已经“老去”来形容爸爸。没错，岁月是真的很无情的，不知不觉间，爸爸的眼角

21、多了些许的皱纹，额头的皱纹也不自觉的来向他报到了，爸爸再伟大，也终究抵但是岁月的蹉跎。两角鬓白的爸爸，让我们看着多了很多的喜爱，向来雷厉流行、无所不能够的爸爸，渐渐地，变得老了，特别是当我们都成家今后，爸爸也算是把他一世最重要的任务也都完成了，上了年纪的爸爸，更多的心思，留在了妈妈的身上，一路走来，是妈妈的陪伴和静静的奉献，才让爸爸能够在外工作的时候，毫无歪念！妈妈，就是爸爸最为刚毅的后盾，而我们，是爸爸努力奋斗的最大动力，现在，爸爸渐渐地老了，作为儿女，我们无法让岁月倒流，能做的就是多陪伴他们，让他们的晚年生活能够幸福！爸爸的一世，都在付出，为了家和家人而付出，现在的我们，都已经成家，更加领

22、悟到了为人父亲母亲的心酸苦楚，我们能做的就是常回家看看！让父亲母亲不感觉孤独！我们都是母亲身上掉下来的一块肉，我们跟母亲之间的关系，血浓于水，相互间的那种爱，是神圣而又不能入侵的，是妈妈给了我们生命，也是妈妈无怨无悔的把我们抚养成人，在我们成长的过程中，无论是好还是不好，妈妈都一味的去包括，去引领着我们我和妈妈的温情小生活，母爱，总是那么的伟大！都说慈母多败儿，其实啊，母亲在我们的生活着，扮演着不能或缺的角色，没有母亲的无私奉献，又怎会有我们的今天呢？更多的时候，是我们忽略了母亲的重要性，甚至是把母亲对我们的关心和珍爱变成了理所自然！其实啊，也是由于我们从出生的时候，就拥有了母亲的爱，也就变得

23、不那么的珍惜了！我感觉，我们生活在这个世上，更要好好地对待我们的母亲，在我的记忆深处，母亲总是很慈祥的，她也有属于她自己的小忧愁，但是，却向来都不会让我们知道，无论生活中，遇到了什么困难也许曲折，她总是自己一个人想方法面对和解决！致使于从前的我向来感觉母亲是全能的，没有什么困难事情是母亲不能够解决的！儿时记忆中，最深刻的一件事情就是那年的的大冬天，下了很厚很厚的雪，我跟哥哥上学的地方是需要骑着自行车去的，妈妈早早的叫醒了我和哥哥，并且告诉我们下大雪了，路上滑，要早点出发，路上慢一点走，当我们吃了早饭准备出发的时候，妈妈也跟着一起出发了。大冬天的，天黑黑的，母亲拿着手电筒，给我和哥哥照明，由于下

24、了雪，有的路段不好走，我们就推着自行车，一路上有说有笑的，不时时的哥哥还会调皮一下，就这样，母亲拿着照明灯，一路护送我和哥哥到了学校，现在回忆起来从前的岁月，满满的回忆，满满的温暖！不知不觉间，我们就都长大了，哥哥也成家了，有自己的孩子，妈妈看着我们生活幸福，她也就是快乐满足了，但是，岁月倒是那么的无情，不知不觉间，妈妈的眼角就多了些许的皱纹，她在岁月的淘洗中，渐渐地老去了！她没有多么伟大的理想，唯一的希望，就是我们都能够生活的健康，安全，快乐，幸福！母亲，向来都不曾奢望我们能够有多么大的功名盖世，最大的梦想就是我们安全快乐，她的一世心血，都在我们这些孩子身上，而关于她自己，忧如总是少了很多的

25、关心，作为儿女，长大后的忙碌，确实忽略了对母亲的爱，当我们真切的意识到母亲老去的时候，岁月一晃已经过去了几十年！母爱，诚然平凡，但是却很伟大，我跟妈妈的温情小生活，那些记忆中的点滴，向来缭绕在脑海中，让我感觉到幸福，感觉到温暖！爱你，亲爱的妈妈，愿你生活幸福，健康安全！其实也就是平凡的一年，和平常对照较，也没有太多的差异，唯一的不同样就是自己就业了，不再是学生了，也不再是那个向父亲母亲伸手就要钱的小姑娘了！步入社会的自己，很快乐，同时也很紧张，毕竟社会才是一个真切的大染缸，才能让一个人真切的成长和刚毅！父亲母亲的爱，平凡中浸透着伟大，这一年，感恩父亲母亲！在初入社会的这一年里，是要感恩很多的朋友同事领导，但是，我最想要感恩的两个人，其实就是我的爸爸妈妈！也许，你会感觉很奇怪，步入社会，经历的很多人或事，不应该都是单位也许工作吗？怎么会是要感恩父亲母亲呢？没错