第3节 粒子的波动性
1.知道光的本性的认识史,了解光的波粒二象性及其对立统一关系. 2.了解粒子的波动性,知道物质波的概念. 3.了解什么是德布罗意波,会解释有关现象.
一、光的波粒二象性
1.波粒二象性:光既具有波动性,又具有粒子性.
2.光子的能量和动量:光子的能量ε和动量p可分别表示为:ε=hν,p=.能量ε和动量p是描述物质粒子性的重要物理量;波长λ和频率ν是描述物质波动性的典型物理量.普朗克常量h架起了粒子性与波动性之间的桥梁.
二、粒子的波动性及物质波的实验验证
1.粒子的波动性
(1)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.
(2)物质波的波长、频率关系式:
波长:λ= 频率:ν=.
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.
(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,证实了电子的波动性.
(3)说明
①人们陆续证实了质子、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ν=和λ=关系同样正确.
②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小,根本无法观察到它的波动性.
判一判 (1)光的干涉、洐射、偏振现象说明光具有波动性.( )
(2)光子数量越大,其粒子性越明显.( )
(3)光具有粒子性,但光子又不同于宏观观念的粒子.( )
(4)湖面上的水波就是物质波.( )