選修3-5學案17-3、4、5

1、優(yōu)質(zhì)文檔優(yōu)質(zhì)文檔【課【課題】題】17.317.3、4、5粒子的波動性粒子的波動性概率波不確定性關(guān)系導學案概率波不確定性關(guān)系導學案【學習目標】（1）通過實驗分析，了解光的波粒二象性的內(nèi)容。(2)知道實物粒子具有波動性，領(lǐng)會對稱性的研究方法。（3）通過對物質(zhì)波的實驗驗證內(nèi)容的學習，感受實驗研究這一重要的研究方法。（4）初步了解不確定性關(guān)系的內(nèi)容，感受數(shù)學工具在物理學發(fā)展中的作用。（5）了解經(jīng)典粒子和波的模型，了解概率波的內(nèi)容，通過分析實驗，

2、體會微觀粒子波粒二象性模型的建立過程?！咀灾鲗W習】一、光的波粒二象性1、光的本性：光既具有________性，又具有______性，即光具有____________。2、光子的能量和動量：光子能量ε=________，光子動量：p=hλ能量ε和動量p是描述物質(zhì)的______性的重要物理量；波長λ和頻率ν是描述物質(zhì)的______性的典型物理量。因此ε=hν和p=hλ揭示了光的______性和______性之間的密切關(guān)系。二、粒子的波動性：

3、德布羅意假說：實物粒子也具有______性，。任何一個______的物體，都有一種波與它相對應(yīng)，這種波叫做______波，也稱為德布羅意波。物質(zhì)波的波長和頻率：λ=______，ν=______三、物質(zhì)波的實驗驗證：1927年戴維孫和湯姆孫分別利用晶體做了____________的實驗，得到了電子的____________，證實了電子的波動性。四、經(jīng)典的粒子和經(jīng)典的波1、經(jīng)典的粒子：粒子有一定的____________，有一定的____

4、__，有的還具有電荷，運動的基本特征是在任意時刻有確定的______和______，在時空中有確定的______。。2、經(jīng)典的波：經(jīng)典的波在空間中是彌散開來的，基本特征是具有______和______，即具有時空的____________。五、概率波1、光波是一種概率波：光的波動性不是光子之間相互作用的結(jié)果而是光子________的性質(zhì)，光子在空間出現(xiàn)的概率可以通過____________確定，所以，光波是一種概率波。2、物質(zhì)波也是概率

5、波：對于電子和其他微觀粒子，單個粒子的位置是______，但在某點出現(xiàn)的概率的大小可以由____________確定，而且，對于大量粒子，這種概率分布導致確定的宏觀結(jié)果，所以物質(zhì)波也是______波。六、不確定性關(guān)系：微觀粒子運動的基本特征：不再遵守_______定律，不可能同時準確地知道粒子的______和______，不可能用“______”來描述粒子的運動，微觀粒子的運動狀態(tài)只能通過______做統(tǒng)計性的描述。以?x表示粒子位置的

6、不確定量，以?p表示粒子在x方向上的動量的不確定量，那么。?x?p≥h4π，式中h是______常量。【典型例題】在驗證光的波粒二象性的實驗中，下列說法正確的是（）A使光子一個一個地通過單縫，如果時間足夠長，底片上會出現(xiàn)衍射圖樣B單個光子通過單縫后，底片上會出現(xiàn)完整的衍射圖樣C光子通過單縫的運動路線像水波一樣起伏D單個光子通過單縫后打在底片的情況呈現(xiàn)出隨機性，大量光子通過單縫后打在底片上的情況呈現(xiàn)出規(guī)律性【問題思考】1、你認為普朗克常量

7、在粒子性與波動性之間起到什么作用。2、怎樣理解光的波粒二象性？優(yōu)質(zhì)文檔優(yōu)質(zhì)文檔【針對訓練】1、關(guān)于光的波粒二象性的理解正確的是（）A大量光子的效果往往表現(xiàn)出波動性，個別光子的行為往往表現(xiàn)出粒子性B光在傳播時是波，而與物質(zhì)相互作用時就轉(zhuǎn)變成粒子C高頻光是粒子，低頻光是波D波粒二象性是光的根本屬性，有時它的波動性顯著，有時它的粒子性顯著2、關(guān)于光的波粒二象性，下列說法中不正確的是（）A波粒二象性指光有時表現(xiàn)為波動性，有時表現(xiàn)為粒子性。B光波

8、頻率越高，粒子性越明顯。C能量較大的光子其波動性越顯著。D個別光子易表現(xiàn)出粒子性，大量光子易表現(xiàn)出顯示波動性。E光的波粒二象性應(yīng)理解為，在某種場合下光的粒子性表現(xiàn)明顯，在另外某種場合下，光的波動性表現(xiàn)明顯。3、關(guān)于物質(zhì)波的認識，下列說法中正確的是（）A電子的衍射實驗證實了物質(zhì)波的假設(shè)是正確的。B物質(zhì)波也是一種概率波。C任一運動的物體都有一種波和它對應(yīng)，這就是物質(zhì)波。D宏觀物體盡管可以看作物質(zhì)波，但他們不具有干涉、衍射等現(xiàn)象。4在中子衍射

9、技術(shù)中，常利用熱中子研究晶體的結(jié)構(gòu)，因為熱中子的德布羅意波長與晶體中原子間距相近已知中子質(zhì)量m=167x10—27kg，普朗克常量h=663x10—34Js，可以估算德布羅意波長λ=182x1010m的熱中子動能的數(shù)量級為()A10—17JB10—19JC10—21JD10—24J51924年法國物理學家德布羅意提出物質(zhì)波的概念，任何一個運動著的物體，小到電子，大到行星、恒星都有一種波與之對應(yīng)，波長為λ=hp，p為物體運動的動量，h是普

10、朗克常數(shù)。同樣光也具有粒子性，光子的動量為：p=hλ。根據(jù)上述觀點可以證明一個靜止的自由電子如果完全吸收一個γ光子，會發(fā)生下列情況：設(shè)光子頻率為ν，則E＝hν，p＝hλ=hνc，被電子吸收后有hν＝mev22，hνc＝mev。由以上兩式可解得：v＝2c，電子的速度為兩倍光速，顯然這是不可能的。關(guān)于上述過程以下說法正確的是（）A因為在微觀世界動量守恒定律不適用，上述論證錯誤，所以電子可能完全吸收一個γ光子B因為在微觀世界能量守恒定律不適用

11、，上述論證錯誤，所以電子可能完全吸收一個γ光子C動量守恒定律、能量守恒定律是自然界中普遍適用規(guī)律，所以唯一結(jié)論是電子不可能完全吸收一個γ光子D若γ光子與一個靜止的自由電子發(fā)生作用，則γ光子被電子散射后頻率不變6下列各種說法中正確的有（）A普朗克在研究黑體的熱輻射問題中提出了能量子假說B一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng)，是因為該束光的波長太短C在光的單縫衍射實驗中，狹縫越窄，光子動量的不確定量變大D每種原子都有自己的特征光譜，可以利