人教版选修35第17章3粒子的波动性(14张)课件.pptx

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1、光的本性,有记者曾问英国物理学家、诺贝尔获奖者布拉格教授：光是波还是粒子？布拉格幽默地回答道：“星期一、三、五它是一个波，星期二、四、六它是一个粒子，星期天物理学家休息。”那么光的本性到底是什么？,新课导入,光的本性有记者曾问英国物理学家、诺贝尔获奖者布拉格教授：新课,第十七章 波粒二象性,3粒子的波动性第十七章 波粒二象性,1.知道实物粒子和光子一样都具有波粒二象性。2.了解物质波的概念3.知道说明实物粒子具有波动性的实验事实。知道=hv和 揭示了光的粒子性和波动性之间的联系。5.会用 及 进行计算。,学习目标,1.知道实物粒子和光子一样都具有波粒二象性。学习目标,光学发展史,T/年,波动性

2、,粒子性,光学发展史T/年波动性粒子性1690惠更斯波动说1672牛,光学发展史,T/年,波动性,粒子性,赫兹电磁波实验,赫兹发现光电效应,密立根光电效应实验,康普顿效应,牛顿微粒说占主导地位,波动说渐成真理,光学发展史T/年波动性粒子性1690惠更斯波动说1672牛,光既具有粒子性，又具有波动性！,光的干涉,光的衍射,光电效应,康普顿效应,v、,光子的能量,光子的动量,p 与 是描述粒子性的，、v 是描述波动性的，h 则是连接粒子性和波动性的桥梁。,一、光的波粒二象性,新课讲授,光既具有粒子性，又具有波动性！光的性质实验事实描述的物理量波,他认为，“整个世纪以来(指19世纪)在光学中比起波动

3、的研究方法来，如果说是过于忽视了粒子的研究方法的话，那么在实物的理论中，是否发生了相反的错误呢？是不是我们把粒子的图象想得太多，而过分忽略了波的图象呢”,（1）德布罗意的物质波,德布罗意(De Broglie)，法国物理学家，1929年诺贝尔物理学奖获得者，波动力学的创始人，量子力学的奠基人之一。1923年发表了题为“波和粒子”的论文，提出了物质波的概念。,二、粒子的波动性,他认为，“整个世纪以来(指19世纪)在,一个质量为 m 的实物粒子以速率 运动时，即具有以能量 和动量 p 所描述的粒子性，同时也具有以频率v 和波长 l 所描述的波动性。,后来，大量实验都证实了：质子、中子和原子、分子等

4、实物微观粒子都具有波动性，并都满足德布罗意关系。,一切实物粒子都具有波动性,德布罗意关系,一个质量为 m 的实物粒子以速率 运动时，,实物粒子的波粒二象性的意思是：微观粒子既表现出粒子的特性，又表现出波动的特性。,这种和实物粒子相联系的波称为德布罗意波(物质波或概率波)，其波长 称为德布罗意波长。,由光的波粒二象性的思想推广到微观粒子和任何运动着的物体上去，得出物质波（德布罗意波）的概念：任何一个运动着的物体都有一种波与它相对应，该波的波长。,实物粒子的波粒二象性的意思是：微观粒子既表现出,试估算一个中学生在跑百米时的德布罗意波长。,解：一个中学生的质量大约为 m 50 kg，百米跑时的速度约

5、为 7 m/s，由光子的动量表达式有：,由计算结果看出，宏观物体的物质波波长非常小，所以很难表现出其波动性。,想一想,试估算一个中学生在跑百米时的德布罗意波长。解：一个中学生的质,1.电子动能 k=100 eV；子弹动量 p=6.63106 kgms-1,求它们的德布罗意波长。,解：因电子动能较小，速度较小，可用经典物理学求解。,1.电子动能 k=100 eV；子弹动量 p=6,1927年 C.J.戴维森与 G.P.革末做电子衍射实验，验证电子具有波动性。,电子衍射实验 1,戴维逊和革末的实验是用电子束垂直投射到镍单晶，电子束被散射。其强度分布可用德布罗意关系和衍射理论给以解释，从而验证了物质

6、波的存在。,（2）物质波的实验验证,1927年 C.J.戴维森与 G.P.革末做电,1927年 G.P.汤姆逊(J.J.汤姆逊之子)也独立完成了电子衍射实验。与 C.J.戴维森共获 1937年诺贝尔物理学奖。,电子衍射实验2,电子束在穿过细晶体粉末或薄金属片后，也象 X 射线一样产生衍射现象。,此后，人们相继证实了原子、分子、中子等都具有波动性。,电子衍射图样,1927年 G.P.汤姆逊(J.J.汤姆逊,小结：,一、德布罗意的物质波,二、德布罗意波的实验验证,1.电子衍射实验1,2.电子衍射实验2,戴维逊革末实验,G.P.汤姆逊（电子衍射实验。,三、物质波的应用,电子显微镜,小结：一、德布罗意的物质波二、德布罗意波的实验验证1.电子,