鲁科版 (2019)选择性必修 第三册实物粒子的波粒二象性评课课件ppt

这是一份鲁科版 (2019)选择性必修 第三册实物粒子的波粒二象性评课课件ppt，共37页。PPT课件主要包含了学习目标，课前知识梳理，E＝hν，波动性，不确定性，课堂深度探究，知识点二波粒二象性，随堂巩固落实等内容，欢迎下载使用。
1．了解粒子的波动性，知道物质波的概念。　2.了解什么是德布罗意波，会解释有关现象。　3.了解经典物理学中的粒子和波的特点。　4.了解概率波的内容。　5.了解“不确定性关系”的含义。
一、德布罗意假说1．德布罗意波：德布罗意认为，实物粒子也具有波动性，即每一个______的粒子都有一个对应的波，人们把这种波称为物质波或德布罗意波。2．粒子的能量E与相应的波的频率ν之间的关系为______；粒子的动量p与相应波长λ之间的关系为_______。
二、对德布罗意假说的实验探索1927年，戴维孙、革末、汤姆孙均通过实验发现了______的衍射现象，证实了电子的_________。三、不确定性关系1．定义：在宏观世界中，一个物体的位置和动量是可以同时确定的。但在微观世界中，粒子的位置和动量不能同时确定，这种关系称为____________关系。2．表达式：__________。其中Δx为位置的不确定范围，Δp为动量的不确定范围，h为普朗克常量。
判断下列说法是否正确。(1)湖面上的水波就是物质波。(　　)(2)电子的衍射现象证实了实物粒子具有波动性。(　　)(3)光波既是一种电磁波，又是一种概率波。(　　)(4)双缝干涉说明光具有粒子性。(　　)(5)概率波和机械波都能发生干涉和衍射现象，所以本质是一样的。(　　)
知识点一　物质波的理解和波长的计算
1．物质的分类(1)由分子、原子、电子、质子及由这些粒子组成的物质。(2)“场”也是物质，像电场、磁场、电磁场这种看不见的，不是由实物粒子组成的，而是一种客观存在的特殊物质。2．物质波的普遍性：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波长太小。
　 　如图所示，碳60是由60个碳原子组成的足球状分子，科研人员把一束碳60分子以2.0×102 m/s的速度射向光栅，结果在后面的屏上观察到条纹。已知一个碳原子质量为1.99×10－26 kg，普朗克常量为6.63×10－34 J·s，则该碳60分子的物质波波长约为(　　)A．1.7×10－10 m B．3.6×10－11 mC．2.8×10－12 m D．1.9×10－18 m
角度2　物质波的实验验证　 　(多选)电子衍射和双缝干涉实验是证明德布罗意物质波理论的重要实验，电子束通过铝箔后的衍射图样如图甲所示，不同数目的电子通过双缝后的干涉图样分别如图乙、图丙和图丁所示。下列说法正确的是(　　)A．亮条纹是电子到达概率大的地方B．这两个实验都说明电子是粒子C．这两个实验说明光子具有波动性D．这两个实验说明实物粒子具有波动性
[解析]　物质波，又称德布罗意波，是概率波，指空间中某点某时刻可能出现的概率，其中概率的大小受波动规律的支配，亮条纹是电子到达概率大的地方，故A正确；电子是实物粒子，这两个实验是以电子是实物粒子为依据的，衍射与干涉是波特有的现象，所以电子束的衍射图样证实了德布罗意物质波的假说是正确的，说明实物粒子具有波动性，故B错误，D正确；题图图样为电子衍射和双缝干涉图样，不能说明光子具有波动性，故C错误。
　 　(多选)1927年戴维森和G.P.汤姆孙分别完成了电子束衍射的实验，该实验是荣获诺贝尔奖的重大近代物理实验之一。该实验装置的简化图如图所示，下列说法正确的是(　　)A．亮条纹说明电子不是沿直线运动的B．该实验说明物质波理论是正确的C．该实验再次说明光子具有波动性D．该实验说明实物粒子具有波动性
[解析]　亮条纹处是电子能到达的地方，故A正确；电子是实物粒子，能发生衍射现象，说明实物粒子具有波动性，物质波理论是正确的，不能说明光子的波动性，故B、D正确，C错误。
[解析]　康普顿效应揭示了光的粒子性，A正确，不符合题意；光子散射后能量减小，则频率减小，波长变大，B正确，不符合题意；X射线是电磁波，则光子与电子碰撞后速度不变，C错误，符合题意；
知识点三　对不确定性关系的理解
1．粒子位置的不确定性单缝衍射现象中，入射的粒子有确定的动量，但它们可以处于挡板左侧的任何位置，也就是说，粒子在挡板左侧的位置是完全不确定的。2．粒子动量的不确定性(1)微观粒子具有波动性，会发生衍射，大部分粒子到达狭缝之前沿水平方向运动，而在经过狭缝之后，有些粒子跑到投影位置以外，这些粒子具有与其原来运动方向垂直的动量。(2)由于哪个粒子到达屏上的哪个位置是完全随机的，所以粒子在垂直方向上的动量也具有不确定性,不确定量的大小可以由中央亮条纹的宽度来衡量。
5．经典物理和微观物理的区别(1)在经典物理学中，可以同时用位置和动量精确地描述质点的运动，如果知道质点的加速度，还可以预言质点在以后任意时刻的位置和动量，从而描绘它的运动轨迹。(2)在微观物理学中，不可能同时准确地知道粒子的位置和动量，因而也就不可能用“轨迹”来描述粒子的运动，但是，我们可以准确地知道大量粒子运动时的统计规律。
1．(物质波的理解)(多选)关于物质波，下列认识错误的是(　　)A．任何运动的物体都伴随一种波，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．与宏观物体相联系的物质波不具有干涉、衍射等现象
解析：任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有与其本身相联系的波，这就是物质波，故A正确；X射线的本质是电磁波，X射线的衍射实验，证实了X射线的波动性，故B错误；电子的衍射实验，证实了物质波假设是正确的，故C正确；物质波具有干涉、衍射等现象，故D错误。
3．(波粒二象性)下列说法正确的是(　　)A．光的波动性类似于机械波，光的粒子性类似于质点B．光不具有波动性C.由于光既具有波动性，又具有粒子性，无法只用其中一种去说明光的一切行为，故认为光具有波粒二象性D．实物粒子和光子一样都具有波粒二象性，所以实物粒子与光子是相同本质的物质
解析：光的波动性和光的粒子性不同于宏观的机械波和质点，A错误；光既具有波动性又具有粒子性，B错误；光的波动性和粒子性是光的行为，即光具有波粒二象性，C正确；实物粒子虽然与光子具有某些相同的现象，但粒子是实物，而光则是传播着的电磁波，其本质不同，D错误。
解析：不确定性关系表明无论采用什么方法试图确定Δx和Δp中的一个，必然引起另一个较大的不确定性，这样的结果与测量仪器及测量方法是否完备无关，无论怎样改善测量仪器和测量方法，都不可能逾越不确定性关系所给出的不确定限度，故A、D正确。