1、目标定位 1.知道光的波粒二象性，并会分析有关现象.2.理解德布罗意波和概率波的统计规律.3.了解经典的粒子和经典的波的基本特征.4.初步了解不确定性关系的内容1光的波粒二象性(1)光的本性大量光子产生的效果显示出，比如、现象表明光在传播过程中具有波动性个别光子产生的效果往往显示出比如、都体现了光的粒子性光既具有又具有，光具有一、粒子的波动性波动性干涉衍射偏振粒子性光电效应康普顿效应波动性粒子性波粒二象性(2)光子的能量和动量光子的能量 和动量 p h.两式左侧的物理量 和 p 描述光的性，右侧的物理量 和 描述光的性，架起了粒子性与波动性之间的桥梁h粒子波动普朗克常量h2粒子的波动性(1)每
2、一个的粒子都与一个对应的波相联系，这种与相联系的波称为德布罗意波，也叫做(2)物质波的波长、频率关系式波长：hp，频率：h.运动实物粒子物质波3物质波的实验验证(1)1927 年戴维孙和 G.P.汤姆孙分别利用晶体做了衍射实验，得到了的衍射图样，证实了的波动性(2)人们陆续证实了质子、中子以及原子、分子的，对于这些粒子，德布罗意给出的 h 和 hp 关系同样正确电子束电子电子波动性【深度思考】有一位记者曾向英国物理学家、诺贝尔奖获得者布拉格请教：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”能看出光的本性到底是什么吗？答案 光具有波粒二象性是指光既
3、具有波动性，又具有粒子性，有时波动性明显，有时粒子性更明显，但是，波动性和粒子性是不可分割的，是从不同角度所观察到的不同性质【例1】(多选)关于光的波粒二象性，下列说法中正确的是()A波粒二象性指光有时表现为波动性，有时表现为粒子性B光波频率越高，粒子性越明显C能量较大的光子其波动性较显著D个别光子易表现出粒子性，大量光子易表现出波动性解析 光的波粒二象性是指光波同时具有波和粒子的双重性质，有时表现为波动性，有时表现为粒子性大量的光子波动性比较明显，个别光子粒子性比较明显不同频率的光，频率越高，粒子性越显著，频率越低，波动性越显著答案 ABD对于不同频率的光，频率越高，光的粒子性越强；频率越低
4、，光的波动性越强【例 2】下列关于德布罗意波的认识，正确的解释是()A光波是一种物质波BX 光的衍射证实了物质波的假设是正确的C电子的衍射证实了物质波的假设是正确的D宏观物体运动时，看不到它的衍射或干涉现象，所以宏观物体不具有波动性解析 宏观物体由于动量太大，德布罗意波长太小，所以看不到它的干涉、衍射现象，但仍具有波动性，D 项错；X 光是波长极短的电磁波，是光子，它的衍射不能证实物质波的存在，B 项错，只有 C 项正确答案 C【例 3】电子经电势差为 U200 V 的电场加速，电子质量 m09.11031kg，求此电子的德布罗意波长解析 已知12m0v2EkeUphEk p22m0所以 h2
5、m0Ekh2em0U把 U200 V，m09.11031 kg，代入上式解得 8.69102 nm.答案 8.69102 nm德布罗意波长的计算(1)首先计算物体的速度，再计算其动量如果知道物体动能也可以直接用 p 2mEk计算其动量(2)再根据 hp计算德布罗意波长1经典的粒子和经典的波(1)经典的粒子粒子有一定的，有一定的，有的还具有电荷量，遵循牛顿运动定律运动的基本特征：任意时刻有确定的和，以及时空中有确定的(2)经典的波基本特征是：具有确定的和，即具有时空的二、概率波空间大小质量位置速度轨道频率波长周期性2概率波(1)光波是一种概率波光的波动性不是光子之间相互作用引起的，而是光子自身固
6、有的性质，光子在空间出现的概率可以通过确定，所以，光波是一种(2)物质波也是一种概率波对于电子和其他微观粒子，单个粒子的位置是，但在某点出现的概率的大小可以由确定对于大量粒子，这种概率分布导致确定的宏观结果，所以物质波也是概率波波动的规律概率波不确定的波动的规律【例 4】物理学家做了一个有趣的双缝干涉实验：在光屏处放上照相用的底片，若减弱光的强度，使光子只能一个一个地通过狭缝实验结果表明，如果曝光时间不太长，底片上只能出现一些不规则的点子；如果曝光时间足够长，底片上就会出现规则的干涉条纹对这个实验结果有下列认识，其中正确的是()A曝光时间不太长时，底片上只能出现一些不规则的点子，表现出光的波动
7、性B单个光子通过双缝后的落点可以预测C只有大量光子的行为才能表现出光的粒子性D干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方解析 曝光时间不太长时，底片上只能出现一些不规则的点子，表现出光的粒子性，选项A错误；单个光子通过双缝后的落点不可以预测，在某一位置出现的概率受波动规律支配，选项B错误；大量光子的行为才能表现出光的波动性，干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方，选项C错误，D正确答案 D解答本类型题时应把握以下两点：(1)光具有波粒二象性，光波是一种概率波(2)单个光子的落点位置是不确定的，大量光子的落点位置服从概率分布规律1定义在经典物理学中，可以同时用质点的位置和动量精确描述它的
8、运动，在微观物理学中，要同时测出微观粒子的位置和动量是不太可能的，这种关系叫关系三、不确定性关系不确定性2表达式 h4.其中以 x 表示粒子位置的不确定量，以 p 表示粒子在 x 方向上的动量的不确定量，h 是普朗克常量xp【例 5】(多选)关于不确定性关系 xp h4有以下几种理解，其中正确的是()A微观粒子的动量不可确定B微观粒子的位置坐标不可确定C微观粒子的动量和位置不可能同时确定D不确定性关系不仅适用于电子和光子等微观粒子，也适用于其他宏观粒子解析 不确定性关系表示确定位置、动量的精度相互制约，此长彼消，当粒子的位置不确定性小时，粒子动量的不确定性大；反之亦然故不能同时准确确定粒子的位置和动量不确定性关系是自然界中的普遍规律，对微观世界的影响显著，对宏观世界的影响可忽略，故C、D正确答案 CD理解不确定性关系时应注意的问题(1)对子弹这样的宏观物体，不确定量是微不足道的，对测量准确性没有任何限制，但对微观粒子却是不可忽略的(2)在微观世界中，粒子质量较小，不能同时精确地测出粒子的位置和动量，也就不能准确地把握粒子的运动状态.
