解析 19世纪初,人们成功地在实验室中观察到了光的干涉、衍射现象,这属于波的特征,微粒说无法解释这些现象;但19世纪末又发现了光电效应,这种现象波动说不能解释,证明光具有粒子性,因此,光既具有波动性,又具有粒子性,但光不同于宏观的机械波和粒子,波动性和粒子性是光在不同的情况下的不同表现,是两个不同侧面,不同属性,我们无法只用其中一种去说明光的一切行为,只能认为光具有波粒二象性,选项D正确.
二、物质波 概率波
[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?谈谈自己的认识.
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(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] 对物质波的认识
1.任何运动着的物体,小到电子、质子,大到行星、太阳,都有一种波与它相对应,这种波叫物质波,又叫德布罗意波.物质波波长、频率的计算公式为λ=,ν=.
2.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,德布罗意波长太小的缘故.
3.德布罗意假说是光的波粒二象性的推广,即光子和实物粒子都既具有粒子性又具有波动性,即具有波粒二象性.与光子对应的波是电磁波,与实物粒子对应的波是物质波.
4.物质波的实验验证
(1)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,从而证实了电子的波动性.
(2)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.
5.物质波也是一种概率波.
[即学即用] (多选)根据物质波理论,以下说法中正确的是( )
A.微观粒子有波动性,宏观物体没有波动性
B.宏观物体和微观粒子都具有波动性
C.宏观物体的波动性不易被人观察到是因为它的波长太长
D.速度相同的质子和电子相比,电子的波动性更为明显
答案 BD
解析 一切运动的物体都有一种物质性与它对应,所以宏观物体和微观粒子都具有波动性,A错误,B正确;宏观物体的物质波波长很短,不易观察到它的波动性,C错误;速度相同的质子与电子相比,电子质量小,由λ==知电子的物质波波长更长,所以电子的波动性更明显,D正确.