粒子的波动性—人教版高中物理选组课件
合集下载
粒子的波动性—人教版高中物理选修课件
实物粒子：静止质量不为零的那些微观粒子。
17.3 粒子的波动性—人教版高中物理选修3- 5 课件(共22张PPT)
(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：
h
P
h
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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.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．
h
P 频率:
为德布罗意波长，h为普朗 克常量，p为粒子动量。
h
这种与实物粒子相联系的波后来 称为德布罗意波，也叫物质波。
17.3 粒子的波动性—人教版高中物理选修3- 5 课件(共22张PPT)
阅读科学漫步
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。
17.3 粒子的波动性—人教版高中物理选修3- 5 课件(共22张PPT)
17.3 粒子的波动性—人教版高中物理选修3- 5 课件(共22张PPT)
例1.(多选)光的波粒二象性的理解正确是( ) A．大量光子的行为往往表现出波动性，个别光 子的行为往往表现出粒子性 B．光在传播时是波，而与物质相互作用时就转 变成粒子 C．高频光是粒子，低频光是波 D．波粒二象性是光的根本属性，有时它的波动 性显著，有时它的粒子性显著
17.3 粒子的波动性—人教版高中物理选修3- 5 课件(共22张PPT)
17.3 粒子的波动性—人教版高中物理选修3- 5 课件(共22张PPT)
17.3 粒子的波动性—人教版高中物理选修3- 5 课件(共22张PPT)
(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：
h
P
h
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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.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．
h
P 频率:
为德布罗意波长，h为普朗 克常量，p为粒子动量。
h
这种与实物粒子相联系的波后来 称为德布罗意波，也叫物质波。
17.3 粒子的波动性—人教版高中物理选修3- 5 课件(共22张PPT)
阅读科学漫步
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。
17.3 粒子的波动性—人教版高中物理选修3- 5 课件(共22张PPT)
17.3 粒子的波动性—人教版高中物理选修3- 5 课件(共22张PPT)
例1.(多选)光的波粒二象性的理解正确是( ) A．大量光子的行为往往表现出波动性，个别光 子的行为往往表现出粒子性 B．光在传播时是波，而与物质相互作用时就转 变成粒子 C．高频光是粒子，低频光是波 D．波粒二象性是光的根本属性，有时它的波动 性显著，有时它的粒子性显著
17.3 粒子的波动性—人教版高中物理选修3- 5 课件(共22张PPT)
17.3 粒子的波动性—人教版高中物理选修3- 5 课件(共22张PPT)
人教版高中物理选修3-5课件：17-3粒子的波动性 (共53张PPT)
【规范解答】
一切光都具有波粒二象性，光的有些行为
(如干涉、衍射)表现出波动性，光的有些行为(如光电效应)表现 出粒子性，所以不能说有的光是波，有的光是粒子． 虽然光子与电子都是微观粒子，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，所以不能说光子 与电子是同样的一种粒子．
2．德布罗意认为任何运动着的物体均有波动性，可是我们 观察运动着的汽车(如图所示)，并未感到它的波动性．你如何 理解该问题？请与同学交流自己的看法． 提示：一切微观粒子都存在波动性，宏观物体(汽车)也存 在波动性，只是因为宏观物体质量大、动量大、波长短，难以 观测．
3．为什么德布罗意波观点很难通过实验验证？又是在怎样 的条件下使实物粒子的波动性得到了验证？ 提示：因为宏观物体对应的德布罗意波的波长很短，所以 通常情况下，我们很难观察到其波动性；而当一个原来静止的 电子，在经过100 V电压加速后，德布罗意波长约为0.12 nm， 因此有可能观察到电子的波动性.
要点二 对物质波的理解
1.物质的分类 (1)由分子、原子、电子、质子及由这些粒子组成的物质； (2)“场”也是物质，像电场、磁场、电磁场这种看不见 的，不是由实物粒子组成的，而是一种客观存在的特殊物质．
2．物质波的普遍性 任何物体，小到电子、质子，大到行星、太阳都存在波动 性，我们之所以观察不到宏观物体的波动性，是因为宏观物体 对应的波长太小的缘故． 3．分析求解物质波问题的方法 (1)根据已知条件，写出宏观物体或微观粒子动量的表达式 p＝mv. h (2)根据德布罗意波长公式λ＝ p求解．
2．光子的能量和动量 (1)能量：e＝ hν ；
h (2)动量：p＝ λ
高中物理-17.3-粒子的波动性课件-新人教版选修3-5
E k 2 p m 2 2 h 2 2 m 2 1 .8 2 6 1 .6 0 3 1 0 1 2 0 3 1 4 .6 2 7 1 0 2 7J 4 1 0 2 1 J .
故选项C正确.
8.(2011·绍兴高二检测)关于光的波粒二象性的理解，正确 的是( ) A.大量的光子中有些光子表现出波动性，有些光子表现出粒 子性 B.光在传播时是波，而与物质相互作用时就转变成粒子 C.高频光是粒子，低频光是波 D.波粒二象性是光的属性，有时它的波动性显著，有时它的 粒子性显著
4.对于光，先有波动性(即ν和λ)，再在量子理论中引入光 子的能量ε和动量p来补充它的粒子性.反之，对于实物粒子， 则先有粒子概念(即ε和p)，再引入德布罗意波(即ν和λ)的 概念来补充它的波动性.不过要注意这里所谓波动和粒子，仍 然都是经典物理学的概念，所谓补充仅是形式上的.综上所述， 德布罗意的推想基本上是爱因斯坦1905年关于光子的波粒二 象性理论(光粒子由波伴随着)的一种推广，使之包括了所有 的物质微观粒子.
(2)德布罗意波波长
ｈ ｐ
.
【标准解答】中子的动量为：ｐ1=m1v,子弹的动量为：
p联2立= m以 2hp上v,各据式解知得中：子1和m 子h1v弹，的2德布mh2罗v意波波长分别1 为ph：1 ， 2
h p2
将m1=1.67×10-27 kg,v=1×103 m/s,
h=6.63×10-34J·s,m2=1.0×10-2 kg
【解析】选D.光的波粒二象性是光的属性，不论其频率的高 低还是光在传播或者是与物质相互作用，光都具有波粒二象 性，大量光子的效果易呈现出波动性，个别光子的效果易表 现出粒子性，光的频率越高，粒子性越强，光的频率越低， 波动性越强，故A、B、C错误，D正确.
人教版高中物理选修3-5 第17章 第3节 粒子的波动性(共45张PPT)
们之所以观察不到宏观物体的波动性,是因为宏观物体对 应的波长太小的缘故.（一切实物粒子都有波动性）
(2)德布罗意是一种概率波,粒子在空间各处出现的概率受到 波动规律的支配,不要以宏观观点中的波（机械波）来理 解德布罗意波.
第12第页1共2页42 页
(3)德布罗意假说是光子的波粒二象性的一种推广,使之包括 了所有的物质粒子,即光子和实物粒子都具有粒子性,又都 具有波动性,与光子对应的是电磁波,与实物粒子对应的波 是物质波.
④光在传播过程中往往表现出波动性；在与物质发生作用时
往往表现为粒子性。
第6页第共6页42 页
二､粒子的波动性 1.物质波
波
德布罗意 (due de Broglie, 1892-1960)
法国物理学家，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。
第7页第共7页42 页
答案:(1)4.0×10-10 m 6.63×10-35 m
第34第页3共4页42 页
1.对光的行为,下列说法正确的是( ) A.个别光子的行为表现为粒子性,大量光子的行为表
现为波动性
B.光的波动性是光的一种特性,不是光子之间的相互 作用引起的
C.光表现出波动性时,就不具有粒子性了,光表现出 粒子性时,就不具有波动性了
毒样貌
第23第页2共3页42 页
人类对于光的认识历程
能量量子化 普朗克
德布罗意： 粒子和波这两种观点应该以某种方式统一
第24第页2共4页42 页
父子诺贝尔奖——汤姆逊
J.J.汤姆逊 1856-1940 1906年,汤姆逊由于发现电 子和对气体放电理论和实验 做出了重大贡献获得诺贝尔 物理学奖。
是粒子.虽然光子和电子都是微观粒子,都具有波粒 二象性,但电子是实物粒子,有静止的质量;光子不 是实物粒子,没有静止的质量,电子是以实物粒子存 在的物质,而光子是以场的形式存在的物质,所以不 能说光子和电子是同样的一种粒子,大量光子的行 为往往表现出波动性,
(2)德布罗意是一种概率波,粒子在空间各处出现的概率受到 波动规律的支配,不要以宏观观点中的波（机械波）来理 解德布罗意波.
第12第页1共2页42 页
(3)德布罗意假说是光子的波粒二象性的一种推广,使之包括 了所有的物质粒子,即光子和实物粒子都具有粒子性,又都 具有波动性,与光子对应的是电磁波,与实物粒子对应的波 是物质波.
④光在传播过程中往往表现出波动性；在与物质发生作用时
往往表现为粒子性。
第6页第共6页42 页
二､粒子的波动性 1.物质波
波
德布罗意 (due de Broglie, 1892-1960)
法国物理学家，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。
第7页第共7页42 页
答案:(1)4.0×10-10 m 6.63×10-35 m
第34第页3共4页42 页
1.对光的行为,下列说法正确的是( ) A.个别光子的行为表现为粒子性,大量光子的行为表
现为波动性
B.光的波动性是光的一种特性,不是光子之间的相互 作用引起的
C.光表现出波动性时,就不具有粒子性了,光表现出 粒子性时,就不具有波动性了
毒样貌
第23第页2共3页42 页
人类对于光的认识历程
能量量子化 普朗克
德布罗意： 粒子和波这两种观点应该以某种方式统一
第24第页2共4页42 页
父子诺贝尔奖——汤姆逊
J.J.汤姆逊 1856-1940 1906年,汤姆逊由于发现电 子和对气体放电理论和实验 做出了重大贡献获得诺贝尔 物理学奖。
是粒子.虽然光子和电子都是微观粒子,都具有波粒 二象性,但电子是实物粒子,有静止的质量;光子不 是实物粒子,没有静止的质量,电子是以实物粒子存 在的物质,而光子是以场的形式存在的物质,所以不 能说光子和电子是同样的一种粒子,大量光子的行 为往往表现出波动性,
人教版高中物理选修3-5课件 17 粒子的波动性课件
①光的干涉、衍射现象说明了光的波动性，光的偏振 现象说明光是横波． 偏振现象是横波特有的现象． ②应用:照相机镜头、立体电影、消除车灯炫光等.
说明：除从光源（如太阳、电灯等）直接发出的光以外， 我们通常看到的绝大部分光都是不同程度的偏振光.
4.偏振光的产生方 式
人民教育出版社 高二 |选修3-5
如图所示，偏振片P称为起偏器，自然光通过P后成为 偏振光，偏振片Q称为检偏器，沿垂直于光的传播方 向旋转Q，光屏上光的强度发生周期性变化，透振方
A.人从右侧向左看，可以看到 彩色条纹
B.人从左侧向右看，可以看到 彩色条纹
C.彩色条纹水平排列 D.彩色条纹竖直排列
劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如 下图(甲)所示．将一块平板玻璃放置 在另一平板玻璃之上，在一端夹入两 张纸片，从而在两玻璃表面之间形成 一个劈形空气薄膜．当光垂直入射后 ，从上往下看到的干涉条纹如下图(乙 )所示，干涉条纹有如下特点：
②自然光射到两种介质的交界面上,如果光入射的方
向合适,使反射光和折射光之间的夹角恰好是90°时,
反射光和折射光都是偏振光,且偏振方向相互垂直.
人民教育出版社 高二 |选修3-5
例.(全国理综卷Ⅱ)如图所示，P是一偏振片，P的透振
方向（用带有箭头的实线表示）为竖直方向.下列四种
入射光束中，哪几种照射P时能在P的另一侧观察到透
是D
A.前窗玻璃的透振方向是竖直的,车灯玻璃的透振方向是水平的 B.前窗玻璃的透振方向是竖直的,车灯玻璃的透振方向是竖直的 C.前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°,车灯玻璃的透振方向是 斜向左上45° D.前窗玻璃和车灯玻璃的透振方向都是斜向右上45°
人民教育出版社 高二 |选修3-5
例.抽制细丝时可用激光监控其粗细，如图所示，激光 束越过细丝时产生的条纹和它通过遮光板上的一条同 样宽度的窄缝的规律相同.下列说法正 确的是( BD) A.这是利用光的干涉现象 B.这是利用光的衍射现象 C.如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝粗了 D.如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝细了
说明：除从光源（如太阳、电灯等）直接发出的光以外， 我们通常看到的绝大部分光都是不同程度的偏振光.
4.偏振光的产生方 式
人民教育出版社 高二 |选修3-5
如图所示，偏振片P称为起偏器，自然光通过P后成为 偏振光，偏振片Q称为检偏器，沿垂直于光的传播方 向旋转Q，光屏上光的强度发生周期性变化，透振方
A.人从右侧向左看，可以看到 彩色条纹
B.人从左侧向右看，可以看到 彩色条纹
C.彩色条纹水平排列 D.彩色条纹竖直排列
劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如 下图(甲)所示．将一块平板玻璃放置 在另一平板玻璃之上，在一端夹入两 张纸片，从而在两玻璃表面之间形成 一个劈形空气薄膜．当光垂直入射后 ，从上往下看到的干涉条纹如下图(乙 )所示，干涉条纹有如下特点：
②自然光射到两种介质的交界面上,如果光入射的方
向合适,使反射光和折射光之间的夹角恰好是90°时,
反射光和折射光都是偏振光,且偏振方向相互垂直.
人民教育出版社 高二 |选修3-5
例.(全国理综卷Ⅱ)如图所示，P是一偏振片，P的透振
方向（用带有箭头的实线表示）为竖直方向.下列四种
入射光束中，哪几种照射P时能在P的另一侧观察到透
是D
A.前窗玻璃的透振方向是竖直的,车灯玻璃的透振方向是水平的 B.前窗玻璃的透振方向是竖直的,车灯玻璃的透振方向是竖直的 C.前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°,车灯玻璃的透振方向是 斜向左上45° D.前窗玻璃和车灯玻璃的透振方向都是斜向右上45°
人民教育出版社 高二 |选修3-5
例.抽制细丝时可用激光监控其粗细，如图所示，激光 束越过细丝时产生的条纹和它通过遮光板上的一条同 样宽度的窄缝的规律相同.下列说法正 确的是( BD) A.这是利用光的干涉现象 B.这是利用光的衍射现象 C.如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝粗了 D.如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝细了
人教版高中物理选修-粒子的波动性课件-ppt精品课件
3.物体的两个分运动是直线运动，则 它们的 合运动 一定是 直线运 动 4.若两个互成角度的分运动分别是匀 速直线 运动和 匀加速 直线运 动，则 合运动 一定是 曲线运 动 5.科学家在对黄化豌豆幼苗切段的实 验研究 中发现 ，低浓 度的生 长素促 进细胞 的伸长 ，但生 长素浓 度增高 到一定 值时， 就会促 进切段 中乙烯 的合成 ，而乙 烯含量 的增高 ，反过 来又抑 制了生 长素促 进切段 细胞伸 长的作 用。 6.科学家在对黄化豌豆幼苗切段的实 验研究 中发现 ，低浓 度的生 长素促 进细胞 的伸长 ，但生 长素浓 度增高 到一定 值时， 就会促 进切段 中乙烯 的合成 ，而乙 烯含量 的增高 ，反过 来又抑 制了生 长素促 进切段 细胞伸 长的作 用。 7.先用低 倍镜找 到叶肉 细胞， 然后换 用高倍 镜观察 。注意 观察叶 绿体随 着细胞 质流动 的情况 ，仔细 看看每 个细胞 中细胞 质流动 的方向 是否一 致致。 8.内质网 以类似 于“出 芽”的 形式形 成具有 膜的小 泡，小 泡离开 内质网 ，移动 到高尔 基体与 高尔基 体融合 ，成为 高尔基 体的一 部分。 高尔基 体又以 “出芽 ”方式 形成小 泡，移 动到细 胞膜与 细胞膜 融合， 成为细 胞膜的 一部分 。 9.使细胞具有一个相对稳定的内部环 境。在 物质的 运输与 交换及 信息传 递中起 决定性 作用。 10.核糖体普遍分布在原核细胞和真核 细胞中 ，因此 根据核 糖体的 有无不 能确定 这些生 物的类 别。 11.汗液的主要成分是水，也含有无机 盐和尿 素等物 质。酷 暑季节 ，室外 作业的 工人出 汗多， 水、无 机盐被 排出， 造成体 内水、 无机盐 的含量 减少。 失水过 多，会 脱水而 危及生 命。生 物体内 无机盐 离子必 须保持 一定的 比例， 这对维 持细胞 内的渗 透压和 酸碱平 衡很重 要，这 是生物 体 进行正常 生命活 动必要 的条件 。大量 出汗后 ，除补 充水分 外，还 应该补 充无机 盐，所 以应喝 盐汽水 。
人教版高中物理课件-粒子的波动性
重點難點突破
一、光学发展史
学说 微粒说 波动说 电磁说
名称
光子说 波粒二象性
代表 牛顿 惠更斯 麦克斯韦 爱因斯坦
人物
公认
学说 微粒说 波动说
名称
电磁说
光子说 波粒二象性
光的直 实验 线传 依据 播、光
的反射
能在真空中
光的干
光电效
传播，是横
涉、衍
应康普
波，光速等
射
顿效应
于电磁波速
光既有波动 现象，又有 粒子特征
C．等于 0.2nm
D．以上说法均不正确
答案：A
解析：显微镜的分辨能力与波长有关，波长越短其分辨 率能力越强，由 λ＝hp知，如果把质子加速到与电子相同的速 度，质子的波长更短，分辨能力更高．
考點題型設計
题型 1 对光的波粒二象性的理解
(启东高二检测)下列有关光的波粒二象性的说法 中，正确的是( )
答案：C
点评：在宏观现象中，波与粒子是对立的概念，而在微 观世界中，波与粒子可以统一。由于我们的经验局限于宏观 物体的运动，微观世界的某些属性与宏观世界不同，我们从 来没有过类似的经历，光既不是宏观观念的波，也不是宏观 观念的粒子，光具有波粒二象性是指光在传播过程中和同其 它物质作用时分别表现出波和粒子的特性。
1.德布罗意波：任何一种实物粒子都和一个波相联系， 这种波被称为德布罗意波，也叫物质 波。
h 2．物质波Leabharlann 波长和频率：波长公式 λ＝ p ，频率公式 ν ε ＝ h。
3．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 G.P.汤姆孙分别利用晶体做了 电子束衍射 的实验，得到了类似下图的 衍射图样，从而证实了电子的波动 性。他们为此获得了 1973 年的诺贝尔物理学奖。
粒子的波动性课件高二下学期物理人教版选修35
而一个原来静止的电子，在经过100V电压加速后，德布罗意 波长约为，因此有可能观察到电子的波动性。
所以粒子的波粒二象性是相对的，在动量很大时，波长很短无 法观测，体现不出波动性。动量很小就可观测到波动性。
四、粒子的波粒二象性
粒子 电子 中子 子弹
地球
一些粒子的物质波波长
已知条件
Ek =100ev
Ek =1ev
课堂小结
一、光的波粒二象性
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。
h
p h
h架起了粒子性与波动性之间的桥梁
二、粒子的波动性：一切实物粒子也具有波动性。
v E h
h
p
为 德布罗意波长
与实物粒子相联系的波称为物质波。
课堂小结
三、物质波的实验验证 利用波的衍射和干涉进行验证，通过晶体规则排列的物质微粒。 1、伦琴射线衍射实验 2、电子衍射实验 3、电子双缝实验
17.3 粒子的波动性
一、光的波粒二象性
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。
粒子性
波动性
（具有能量E）
（具有频率f）
h
p （具有动量）
（具有波长）
h
p h
h 架起了粒子性与波动性之间的桥梁
一、光的波粒二象性
干涉
光电 效应
频率低、波长长， 波动性较明显
光具有波粒二象性
电子双缝实验
三、物质波的实验验证
除了电子以外，后来还陆续证实了 质子、中子以及原子、分子的波动性。 对于这些粒子，德布罗意给出的v＝E/h 和入=h/p关系同样正确。
一切实物粒子都有波动性
1929年，德布罗意获得了诺贝尔物理学 奖，成为以学位论文获此殊荣的人。