第五节 德布罗意波
[学习目标]1.了解物质波的概念,知道实物粒子具有波粒二象性.2.了解电子衍射实验及对德布罗意波假说的证明.3.了解什么是电子云,知道物质波也是一种概率波.4.了解不确定性关系及对一些现象的解释.
一、德布罗意波假说和电子衍射
[导学探究] 德布罗意认为任何运动着的物体均具有波动性,可是我们观察运动着的汽车,并未感觉到它的波动性,你如何理解该问题?
答案 波粒二象性是微观粒子的特殊规律,一切微观粒子都存在波动性,宏观物体(如汽车)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.
[知识梳理]
1.粒子的波动性
(1)任何一个运动着的实物粒子都和一个波相对应,这种波称为德布罗意波,也称为物质波.
(2)德布罗意波波长与动量之间的关系为λ=.
(3)我们之所以看不到宏观物体的波动性,是因为宏观物体的动量太大,德布罗意波波长太小的缘故.
2.物质波的实验验证:电子衍射
(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,也能够发生干涉或衍射现象.
(2)电子束在晶体的晶格上会发生衍射.
电子束在单晶MnO3上和在多晶Au上都能产生衍射图样,且衍射图样都跟光通过小孔的衍射图样相同,说明电子与光有相似之处,都具有波粒二象性,即电子具有波动性.
(3)实验验证:1927年戴维孙和汤姆生分别利用晶体做了电子束衍射的实验,得到了电子的衍射图样,证实了电子的波动性.
(4)说明
①实物粒子也具有和光一样的波粒二象性.
②总的来讲,波粒二象性是包括光子在内的一切微观粒子的共同特征,和光子一样,对微观粒子运动状态的最准确的描述是概率波.
[即学即用] 判断下列说法的正误.
(1)一切实物粒子都伴随一种波,即物质波.( × )