2018-2019学年教科版选修3-5 第四章 4-5实物粒子的波粒二象性 不确定关系 学案
2018-2019学年教科版选修3-5 第四章 4-5实物粒子的波粒二象性 不确定关系 学案第3页

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.

[知识深化]

1.任何物体,小到电子、质子,大到行星、太阳都存在波动性,我们之所以观察不到宏观物体的波动性,是因为宏观物体对应的物质波的波长太小.

2.物质波是一种概率波,粒子在空间各处出现的概率受波动规律支配,不能以宏观观点中的波来理解德布罗意波.

3.德布罗意假说是光子的波粒二象性的一种推广,使之包括了所有的物质粒子,即光子与实物粒子都具有粒子性,又都具有波动性,与光子对应的波是电磁波,与实物粒子对应的波是物质波.

例1 (多选)关于物质波,下列认识中正确的是(  )

A.任何运动的物体(质点)都伴随一种波,这种波叫物质波

B.X射线的衍射实验,证实了物质波假设是正确的

C.电子的衍射实验,证实了物质波假设是正确的

D.宏观物体尽管可以看做物质波,但它们不具有干涉、衍射等现象

答案 AC

解析 据德布罗意物质波理论知,任何一个运动的物体,小到电子、质子,大到行星、太阳,都有一种波与之相对应,这种波就叫物质波,A选项正确;由于X射线本身就是一种波,而不是实物粒子,故X射线的衍射现象并不能证实物质波理论的正确性,即B选项错误;电子是一种实物粒子,电子的衍射现象表明运动着的实物粒子具有波动性,故C选项正确;由电子穿过铝箔的衍射实验知,少量电子穿过铝箔后所落位置是散乱的,无规律的,但大量电子穿过铝箔后所落的位置则呈现出衍射图样,即大量电子的行为表现出电子的波动性,干涉、衍射是波的特有现象,只要是波,都会发生干涉、衍射现象,故选项D错误.

例2 任何一个运动着的物体,小到电子、质子,大到行星、太阳,都有一种波与之对应,波长λ=,式中p是运动物体的动量,h是普朗克常量,人们把这种波叫做德布罗意波.现有一个德布罗意波的波长为λ1的物体1和一个德布罗意波的波长为λ2的物体2,二者相向碰撞后粘在一起,已知|p1|<|p2|,则粘在一起的物体的德布罗意波的波长为多少?

答案 

解析 以物体2碰前速度的方向为正方向,由动量守恒定律p2-p1=(m1+m2)v及p=,得