5.3实物粒子的波粒二象性

5.4"基本粒子"与恒星演化

学 习 目 标：

1.知道实物粒子具有波动性，会计算物质波的波长，知道电子云，初步了解不确定性关系．

2.初步了解粒子物理学的基础知识

3.初步了解恒星的演化．

4.了解人类认识世界的发展性，体会人类对世界的探究是不断深入的.

学习重点：

1.初步了解粒子物理学的基础知识． 2.初步了解恒星的演化．

学习难点：知道实物粒子具有波动性，会计算物质波的波长，知道电子云，初步了解不确定性关系．

学习过程：

一、德布罗意的假设

1．德布罗意波：任何一个运动的物体都有一种波与它相对应，这种波叫物质波，也称为德布罗意波．

2．德布罗意关系：粒子能量E与相应的波的频率ν之间的关系为：E＝hν.动量p与相应波长λ之间的关系为：p＝.上述关系称为德布罗意关系．两式中的h为普朗克常量．通过普朗克常量把粒子性和波动性联系起来．

二、德布罗意假说的实验探索

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，也应该能发生干涉和衍射现象．

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的实验，得到了电子的衍射图样，证实了电子的波动性．

三、不确定性关系

1．微观粒子运动的基本特征：不可能同时准确地知道粒子的位置和动量．

2．不确定性关系：以Δx表示粒子位置的不确定范围，以Δp表示粒子动量的不确定范围，那么ΔxΔp≥，式中h是普朗克常量．

四、电子云

用点的疏密表示的电子出现的概率分布，称为电子云．

五、"基本粒子"初步

1．发现了原子核内部结构后，人们认为光子、电子、质子和中子是组成物质的基本粒子．

2．影响"基本粒子"的相互作用：引力相互作用(引力)、电磁相互作用(电磁力)、强相互作用(强力)、弱相互作用(弱力)．

3．"基本粒子"家族：按粒子参与相互作用的性质来分，可将其分为媒介子、轻子和强子．

强子是有内部结构的，它由更基本的成分--夸克组成．

4．"基本粒子"的探测：加速器和探测器是研究粒子物理的主要工具，探测器分两大类：一类是计数器，一类是径迹探测器．

六、恒星演化

1．恒星的形成：大爆炸后，在万有引力作用下形成星云，进一步凝聚使得引力势能转变为内能，温度升高，直到发光，于是恒星诞生了．