3粒子的波动性
学习目标:
1.了解光既具有波动性,又具有粒子性。
2.知道实物粒子和光子一样具有波粒二象性。
3.知道德布罗意波的波长和粒子动量关系。
学习重难点:实物粒子和光子一样具有波粒二象性,德布罗意波长和粒子动量关系。实物粒子的波动性的理解。
学习新课:
知识点一:光的波粒二象性
1.光的波粒二象性:
光既具有波动性,又具有粒子性。
2.光子的能量:ε=hv
3.光子的动量:p=h/λ
注意:物理量ε和p描述光的粒子性,物理量v和λ描述光的波动性,h架起了粒子性与波动性的桥梁。
知识点二:粒子的波动性
1.德布罗意波:任何一个运动着的物体,小到电子、质子,大到行星、太阳,都有一种波与它对应,这种与实物粒子相联系的波称为德布罗意波,也称物质波。
2.波的频率:v=ε/h
波的波长:λ=h/p
说明:ε为粒子的能量,p为粒子的动量
知识点三:物质波的实验验证
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,从而证实了电子波动性。他们为此获得了1973年的诺贝尔物理学奖。
拓展点一:光的波粒二象性的理解
1.光本性学说的发展简史
2.光的波粒二象性的理解
拓展点二:对物体波的理解
1.我们平时所看到的宏观物体运动时,我们看不见它们的波动性,但也有一个波长与之对应,例如飞行子弹的波长约为10-Nm,这个波长实在是太小了。
2.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;宏观物体也存在波动性,只是波长太小,难以观测。
3.对于光,先有波动图象(即v和入),其后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),再引用德布罗意波
(即v和λ)的概念来补充它的波动性。不过要注意这里所谓波动性和粒子性,实际上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于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。
问题一 对光的波粒二象性的理解
下列有关光的波粒二象性的说法中,正确的是( )
A.有的光是波,有的光是粒子
B.光于与电子是同样的一种粒子