高中物理(新教材)选修三课件1：4-5-粒子的波动性和量子力学的建立 人教版

5．粒子的波动性和量子力学的建立第四章原子结构和波粒二象性薛定谔薛定谔的猫新课导入1.理解德布罗意波，会解释相关现象，理解德布罗意波的波长和粒子动量关系学习目标2.了解电子衍射实验，了解创造条件来进行有关物理实验的方法；通过相关理论的实验验证，逐步形成严谨求实的科学态度3.了解量子力学的建立过程知识点一

粒子的波动性(1)德布罗意波1924年法国巴黎大学的德布罗意提出假设：实物粒子也具有波动性，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．知识梳理

1892-1987，法国德布罗意宏观物体的运动也具有波动性吗？提示：不管是微观粒子还是宏观运动的物体，都具有波动性，但宏观运动物体的波动性很不明显．知识点二

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．(2)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，如图所示，证实了电子的波动性．知识梳理戴维孙G.P.汤姆孙

求解物质波波长的方法

知识点三

量子力学的建立和应用（1）量子力学：描述微观世界行为的理论。（2）量子力学的创立是物理学历史上的一次重要革命。量子力学和相对论共同构成了20世纪以来物理学的基础。（3）量子力学的应用①量子力学推动了核物理和粒子物理的发展②量子力学推动了原子、分子物理和光学的发展③量子力学推动了固体物理的发展知识梳理知识点三

量子力学的建立和应用（1）量子力学：描述微观世界行为的理论。（2）量子力学的创立是物理学历史上的一次重要革命。量子力学和相对论共同构成了20世纪以来物理学的基础。（3）量子力学的应用①量子力学推动了核物理和粒子物理的发展②量子力学推动了原子、分子物理和光学的发展③量子力学推动了固体物理的发展知识梳理例1下列关于德布罗意波的认识正确的是(

)A．不管静止的还是运动的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．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：A错：只有运动的物体才具有波动性．B错：X光是波长很短的电磁波，是光子，它的衍射不能证实物质波的存在．C对：电子是实物粒子，其衍射证实了物质波的存在．D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，但宏观物体仍具有波动性．典例精析C

A1.质量为10g，速度为300m/s在空中飞行的子弹，其德布罗意波波长是多少？为什么我们无法观察出其波动性？如果能够用特殊的方法观察子弹的波动性，我们是否能看到子弹上下或左右颤动着前进，在空间中描绘出正弦曲线或其他周期性曲线？为什么？课堂达标

解析：根据德布罗意的观点，任何运动着的物体都有一种波和它对应，飞行的子弹必有一种波与之对应，由于子弹的德布罗意波长极短，我们不能观察到其衍射现象，由于德布罗意波是一种概率波，仅是粒子在空间出现的概率遵从波动规律，而非粒子做曲线运动。2.关于粒子的波动性，下列说法正确的是（）A．实物粒子具有波动性，仅是一种理论假设，无法通过实验验证B．实物粒子的动能越大，其对应的德布罗意波波长越大C．只有带电的实物粒子才具有波动性，不带电的粒子没有波动性D．实物粒子的动量越大，其对应的德布罗意波的波长越短2.关于粒子的波动性，下列说法正确的是（）A．实物粒子具有波动性，仅是一种理论假设，无法通过实验验证B．实物粒子的动能越大，其对应的德布罗意波波长越大C．只有带电的实物粒子才具有波动性，不带电的粒子没有波动性D．实物粒子的动量越大，其对应的德布罗意波的波长越短解析：A．戴维孙和汤姆孙利用晶体做了电子衍射实验，得到电子的衍射图样，证明了实物粒子的波动性，故A错误；BD．根据德布罗意的波长公式又动量与动能的大小关系有联立两式可得所以，实物粒子的动量越大，其对应的德布罗意波的波长越短；实物粒子的动能越大，其对应的德布罗意波波长越短，故B错误，D正确；C．粒子具不具有波动性与带不带电无关，故C错误。答案：D3.“4G改变生活，5G改变社会”，中国已正式进入5G时代．4G所使用的电磁波频率一般都低于6GHz（1G=109），而5G所用的电磁波频率一般在24GHz到100GHz之间，与4G使用的电磁波相比，5G使用的电磁波（）A．光子能量较小

B．光子动量较大C．在真空中传播速度更大 D．遇到障碍物更容易发生衍射现象解析：A．根据光子能量可知5G使用的电磁波光子能量较大，A错误；B．根据光子动量可知，5G使用的电磁波光子动量较大，B正确；C．所有频率的光在真空中传播的速率均为

，C错误；D．由于波长

可知5G使用的电磁波波长更短，遇到障碍物不容易发生衍射现象，D错误。故选B。备用工具&资料3.“4G改变生活，5G改变社会”，中国已正式进入5G时代．4G所使用的电磁波频率一般都低于6GHz（1G=109），而5G所用的电磁波频率一般在24GHz到100GHz之间，与4G使用的电磁波相比，5G使用的电磁波（）A．光子能量较小

B．光子动量较大C．在真空中传播速度更大 D．遇到障碍物更容易发生衍射现象2.关于粒子的波动性，下列说法正确的是（）A．实物粒子具有波动性，仅是一种理论假设，无法通过实验验证B．实物粒子的动能越大，其对应的德布罗意波波长越大C．只有带电的实物粒子才具有波动性，不带电的粒子没有波动性D．实物粒子的动量越大，其对应的德布罗意波的波长越短1.理解德布罗意波，会解释相关现象，理解德布罗意波的波长和粒子动量关系学习目标2.了解电子衍射实验，了解创造条件来进行有关物理实验的方法；通过相关理论的实验验证，逐步形成严谨求实的科学态度3.了解量子力学的建立过程宏观物体的运动也具有波动性吗？提示：不管是微观粒子还是宏观运动的物体，都具有波动性，但宏观运动物体的波动性很不明显．知识点二

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．(2)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，如图所示，证实了电子的波动性．知识梳理戴维孙G.P.汤姆孙知识点三

量子力学的建立和应用（1）