1高二物理选修5《粒子的波动性、概率波》导学案
高中物理选修3-5教案《概率波》(人教版)
17.4概率波【教学目标】1．知道经典粒子与经典波的基本特性。
2．知道经典的粒子与经典的波的区别与联系。
3．知道光是一种概率波，物质波也是一种概率波。
4．理解什么是概率波并能用概率波的概念解释干涉，衍射等现象。
【教学重点、难点】重点：人类对光波物质波的认识发展过程。
难点：理解什么是概率波。
▼教学过程：【前置复习】：什么是物质波？【导学过程】：一.经典的粒子和经典的波阅读第40页1-4自然段，然后思考以下1-5几个问题：1：经典物理学建立了几种模型？2：回顾学过的运动，那些运动以粒子模型方式处理？那些运动以波动模型方式处理？3：经典的粒子模型基本特征是什么？有何缺陷？4：经典的波动模型基本特征是什么？5：在经典物理学中，粒子和波是完全不同的两件事，但是在现代物理当中科学家在处理问题时却把粒子和波统一起来，你能举出证明例子吗？二．概率波阅读第40页倒数第2自然段“为了了解光波…………”至第41页第3自然段结束“…………光波是一种概率波。
”然后思考回答以下6-8几个问题。
6：分析课本图17.4-1，回答按照光的波动理论如何解释条纹的明暗？7：如何用光子学说解释条纹的明暗呢？8：光的波动性是否是光子之间的相互作用引起的呢？有什么办法可以解决这个问题？得到的现象说明什么问题？A 图B 图C 图D 图9: 观察上面A,B,C,D四个图片思考：单个光子通过狭缝后到底落在D 图屏上的那一点呢？10: 如图上图所示图片是伽尔顿板实验，思考：伽尔顿板实验说明了什么？11：前面 D 图光屏上条纹的明暗与光子在该处出现的机会（概率）有什么关系？12：通过对比“光子落在明纹处的概率，落在暗纹处的概率”，又能说明什么问题？阅读第41页最后一自然段，然后回答以下13-15问题。
13：甲乙丙三图片是怎么得到的？14：通过分析甲乙丙三图片你能得出与电子所联系的物质波是什么波呢？为什么？15：甲乙丙三张图片那张最能体现波动性？那张最能体现粒子性？少量粒子的行为主要表现与大量粒子的行为主要表现相同吗?有何区别？16：除了用“少量粒子的行为主要表现和大量粒子的行为主要表现”来判断粒子性波动性外，还有其他方法吗？你能否结合对光的本质的探索过程说明一下？【本节小结】17:同学们通过本节学习，你有什么收获？18：概率波是波吗？与经典波有何区别？针对概率波的例题和练习：例1：在单缝衍射实验中，中央亮纹的光强占从单缝射入的整个光强的95%以上，假设现在只让一个光子通过单缝，那么该光子（ＣＤ）A. 一定落在中央亮纹处B. 一定落在亮纹处C. 可能落在暗纹处D. 落在中央亮纹处的可能性最大同步达标练习１：在验证光的波粒二象性的实验中下列说法正确的是（ＡＤ）Ａ．使光子一个一个的通过狭缝如果时间足够长，底片上将会显示衍射图样Ｂ．单个光子通过狭缝后底片上会出现完整的衍射图样Ｃ．光子通过狭缝后的运动路线是直线。
导学案：概率波
物理选修3--5导学案：17.4 概率波学习目标1、了解微粒说的基本观点及对光学现象的解释和所遇到的问题2、了解波动说的基本观点及对光学现象的解释和所遇到的问题3、了解事物的连续性与分立性是相对的，了解光既有波动性，又有粒子性4、了解光波和物质波都是概率波重点：对量子化、波粒二象性、概率波等概念的理解难点：人类对光的本性的认识的发展过程一、问题导学：1.在经典的物理学的观念中，粒子有一定的、、有的还具有性。
它们的运动遵从，因此，任意时刻的确定的以及时空中确定的，是经典物理学中粒子运动的基本特征，而经典的波其特征是具有和也就是具有时空的2.光的波动性不是光子之间的引起的，而是光子的性质3.（问题）：从课本上电子的干涉条纹的甲、乙、丙的三个图中，你是怎样理解物质波也是概率波的？4.1926年德国物理学家指出：一个光子通过狭缝后落在哪一点是不确定的，但光子在空间出现的概率可以通过确定，所以从光子的概念上看，光波是一种波。
5.对于电子和其他微观粒子，同样具有性，与它们相联系的物质波也是波，也即单个粒子的位置是的，但在某点附近出现的概率的大小可以由的规律确定。
6.通过电子干涉实验的现象表明：个别粒子的行为表现为性，大量粒子的行为表现为性，波长越长的越容易表现出性，频率越高的越容易表现出性。
二、合作探究例1.、下列说法正确的是：（）A、光波是一种概率波B、光波是一种电磁波C、单色光从光密介质进入光疏介质时，光子的能量改变D、单色光从光密介质进入光疏介质时，光的波长不变例2. 在双缝干涉实验中出现的明暗条纹说明了 （ ） A 、光具有波动性 B 、光具有粒子性 C 、光波是一种概率波 D 、以上全都错误三．巩固练习与作业1.任意时刻的确定 和 以及时空的确定 ，是经典物理中粒子运动的基本性质。
而经典波的特征是具有 和 。
2.在光的双缝干涉实验中，某光子打在光屏上的落点能预测吗？大量的光子打在光屏上的落点是否有规律？请用概率波的观点解释双缝干涉图样的形成。
物理：新人教版选修3-5 17.3粒子的波动性(教案)(2篇)
3崭新的一页：粒子的波动性知识点一：光的波粒二象性1.光的波粒二象性：光既具有波动性，又具有粒子性。
2.光子的能量：ε=hv3.光子的动量：p=h/λ注意：物理量ε和p描述光的粒子性，物理量v和λ描述光的波动性，h架起了粒子性与波动性的桥梁。
知识点二：粒子的波动性1.德布罗意波：任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波与它对应，这种与实物粒子相联系的波称为德布罗意波，也称物质波。
2.波的频率：v=ε/h波的波长：λ=h/p说明：ε为粒子的能量，p为粒子的动量知识点三：物质波的实验验证1927年戴维孙和G。
P。
汤姆孙分别利用晶体做了电子束衍射的实验，得到了类似下图的衍射图样，从而证实了电子波动性。
他们为此获得了1973年的诺贝尔物理学奖。
拓展点一：光的波粒二象性的理解1.光本性学说的发展简史2.光的波粒二象性的理解拓展点二：对物体波的理解1．我们平时所看到的宏观物体运动时，我们看不见它们的波动性，但也有一个波长与之对应，例如飞行子弹的波长约为10—Nm，这个波长实在是太小了。
2．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；宏观物体也存在波动性，只是波长太小，难以观测。
3．对于光，先有波动图象(即v和入)，其后在量子理论中引入光子的能量ε和动量p 来补充它的粒子性。
反之，对于实物粒子，则先有粒子概念(即ε和p)，再引用德布罗意波(即v和λ)的概念来补充它的波动性。
不过要注意这里所谓波动性和粒子性，实际上仍然都是经典物理学的概念，所谓补充仅是形式上的。
综上所述，德布罗意的推想基本上是爱因斯坦于1905年关于光子的波粒二象性理论(光粒子由波伴随着)的一种推广，使之包括了所有的物质微观粒子。
问题一对光的波粒二象性的理解下列有关光的波粒二象性的说法中，正确的是( )A．有的光是波，有的光是粒子B．光于与电子是同样的一种粒子C．光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著D．大量光予的行为往往显示出粒子性[解析] 一切光都具有波粒二象性，光的有些行为(如干涉、衍射)表现出波动性，光的有些行为(如光电效应)表现出粒子性，所以，不能说有的光是波，有的光是粒子。
人教版高二物理选修3-5：17.3《粒子的波动性》导学案设计 无答案
第17.3节《粒子的波动性》导学案班级： 组别： 组名： 姓名：【学习目标】1．知道光既具有波粒二象性，从微观角度理解光的波动性和粒子性。
（重点、难点）2．知道德布罗意波的波长和粒子动量关系。
（重点）3．通过电子衍射实验，了解创造条件来进行有关物理实验的方法。
【使用说明与学法指导】波发生明显衍射的条件及迁移；归纳总结。
【知识链接】1．波发生明显衍射的条件：2．光子的能量公式 ；光子的动量公式 ；动量的定义式：3．麦克斯韦指出光是一种 波。
【学习过程】知识点一、光的波粒二象性【问题1】回忆所学知识，回答下列问题：⑴哪些现象说明光具有波动性？哪些现象说明光具有粒子性？⑵如果现在问你：“光究竟是什么？”你该如何回答呢？⑶光子的能量表达式h εν=和动量表达式hp λ=中： 和 描述光的波动性；和 描述光的粒子性；普朗克常量h 起到 作用。
知识点二、实物粒子的波动性【问题2】德布罗意是怎样想到“实物粒子也具有波动性”这一大胆假设的？他认为：在对光．的研究上，由于过多地关注了光的 性，导致我们忽视了 性；反之，在对实物粒子．．．．的研究上，由于过多地关注了其 性，可能导致我们忽视了其 性。
于是，他提出了“ ”这一大胆假设。
【问题3】德布罗意波的内容：⑴实物粒子也具有波动性，即 相联系。
⑵而且粒子的能量ε和动量p 跟它所对应的波的频率ν和波长λ之间，也像光子跟光波一样，遵从如下关系： ， 。
⑶这种与实物粒子相联系的波后来称为 波，也叫做 。
【问题4】某电视显像管中电子的运动速度是74.010/m s ⨯；质量为10g 的一颗子弹的运动速度是200/m s 。
分别计算它们的德布罗意波长。
（已知电子的质量：319.110e m kg -=⨯。
提示：6.630.189.14≈⨯。
）【问题5】有以下四种波：①宏观物体（如子弹）的物质波、②微观粒子（如电子）的物质波、③波长为77.610m λ-=⨯的红光、④波长为2m λ=的机械波。
物理：17.3 粒子的波动性 导学案(人教版选修3-5)
物理：17。
3 粒子的波动性导学案（人教版选修3—5）编写人：曹树春审核：高二物理组寄语：我奋斗，所以我快乐！学习目标:1．了解光既具有波动性，又具有粒子性。
2．知道实物粒子和光子一样具有波粒二象性。
3．知道德布罗意波的波长和粒子动量关系。
学习重点：实物粒子和光子一样具有波粒二象性，德布罗意波长和粒子动量关系。
学习难点:实物粒子的波动性的理解。
学习过程：前面我们学习了有关光的一些特性和相应的事实表现,那么我们究竟怎样来认识光的本质和把握其特性呢?请同时举出相应的事实基础.1、光的波粒二象性________________________________________即光具有波粒二象性。
2、光子的能量与频率以及动量与波长的关系。
ε______ =p______=3、粒子的波动性谁大胆地将光的波粒二象性推广到实物粒子?只是因为他大胆吗?（1）德布罗意波实物粒子也具有______，这种波称之为______，也叫德布罗意波。
(2）物质波波长λ______=______=λ为德布罗意波长,h为普朗克常量,p为粒子动量.4．物质波的实验验证B（1）阅读教材后回答粒子波动性难以得到验证的原因？1927年戴维孙和汤姆孙分别利用晶体做了____________的实验,得到了衍射图样，从而证实了________的波动性。
他们为此获得了1937年的诺贝尔物理学奖。
一颗子弹、一个足球有没有波动性呢？B（2）质量m = 0。
01kg，速度v = 300 m/s 的子弹的德布洛意波长？计算结果表明什么？知识巩固：A1．在历史上,最早证明了德布罗意波存在的实验是( ）A。
弱光衍射实验B．电予束在晶体上的衍射实验C．弱光干涉实验D．以上都不正确B2．关于物质波以下说法正确的是( )A。
实物粒子具有粒子性，在任何条件下都不可能表现出波动性B．宏观物体不存在对应波的波长C．电子在任何条件下都能表现出波动性D．微观粒子在一定条件下能表现出波动性B3．对光的认识，下列说法中正确的是( )A．个别光子的行为表现出粒子性，大量光子的行为表现出波动性B．光的波动性是光予本身的一种属性，不是光子之间的相互作用引起的C。
2015-2016学年《概率波》导学案
课时17.4 概 率 波
1.了解微粒说的基本观点及对光学现象的解释和所遇到的问题。 2.了解波动说的基本观点及对光学现象的解释和所遇到的问题。 3.了解概率波的内容,体会微观粒子波粒二象性模型的建立过程。 4.了解光是一种概率波。
1.经典粒子和经典的波
(1)经典粒子:粒子有一定的空间大小,有一定的质量,有的还具有电荷。运 动的基本特征:粒子任意时刻都有确定的 位置 和 速度 ,时空中有确定
3.(考查物质波)关于物质波的认识,下列说法中正确的是( ABC )。
A.电子的衍射实验证实了物质波的假设是正确的 B.物质波也是一种概率波
C.任一运动的物体都有一种波和它对应,这就是物质波
D.宏观物体尽管可以看作物质波,但它们不具有干涉、衍射等现象 【解析】物质波和机械波都能发生干涉和衍射现象,D错。
(2)从图a依次到图e,可以看出电子的分布有什么变化?
(3)为什么说德布罗意波也是概率波?
解答:(1)显然,图a与图b中电子的分布没有表现出规律性,这说明单个电
子的位置是不确定的,少量电子的分布没有规律性。 (2)从图a依次到图e,可以看出随着电子数量的增加,其分布越来越呈现
出规律性——干涉条纹越来越清晰,从中可以看出只有大量的电子才表
(3)实验表明,我们不能确定单个光子在空间的落点,但大量的光子在空间
出现的概率可以用波动规律来描述。 知识链接:光子具有的波动性不是光子间相互作用引起的,而是单个光子
的固有属性。
主题3:概率波
情景:不仅光具有波粒二象性,电子等微观粒子也具有波粒二象性, 下图是不同数量的电子通过双缝后的照片。 问题:(1)从图a和图b中电子的分布是否能看出规律性?这说明了什么?
人教版高中物理选修3-5教案：17.3+粒子的波动性+
17.3 崭新的一页：粒子的波动性★新课标要求（一）知识与技能1．了解光既具有波动性，又具有粒子性。
2．知道实物粒子和光子一样具有波粒二象性。
3．知道德布罗意波的波长和粒子动量关系。
（二）过程与方法1．了解物理真知形成的历史过程。
2．了解物理学研究的基础是实验事实以及实验对于物理研究的重要性。
3．知道某一物质在不同环境下所表现的不同规律特性。
（三）情感、态度与价值观1．通过学生阅读和教师介绍讲解，使学生了解科学真知的得到并非一蹴而就，需要经过一个较长的历史发展过程，不断得到纠正与修正。
2．通过相关理论的实验验证，使学生逐步形成严谨求实的科学态度。
3．通过了解电子衍射实验，使学生了解创造条件来进行有关物理实验的方法。
★教学重点实物粒子和光子一样具有波粒二象性，德布罗意波长和粒子动量关系。
★教学难点实物粒子的波动性的理解。
★教学方法学生阅读－讨论交流－教师讲解－归纳总结★教学用具：课件：PP演示文稿（科学家介绍，本节知识结构）。
多媒体教学设备。
★课时安排 1 课时★教学过程（一）引入新课提问：前面我们学习了有关光的一些特性和相应的事实表现，那么我们究竟怎样来认识光的本质和把握其特性呢？请同时举出相应的事实基础。
学生阅读课本、思考后回答：光是一种物质，它既具有粒子性，又具有波动性。
在不同条件下表现出不同特性。
（分别举出有关光的干涉衍射和光电效应等实验事实）。
点评：让学生阅读课本内容结合前面所学知识进行归纳总结，形成正确观点。
教师：原来我们不能片面地认识事物，能举出本学科或其他学科或生活中类似的事或物吗？学生举例说明：例如哲学中对事物的辨正观点等。
点评：培养学生对事物或规律的全面把握，并与与其他学科进行横向渗透联系。
（二）进行新课1、光的波粒二象性教师：讲述光的波粒二象性。
在学生的辨析说明下进行归纳整理。
（1）我们所学的大量事实说明：光是一种波，同时也是一种粒子，光具有波粒二象性。
光的分立性和连续性是相对的，是不同条件下的表现，光子的行为服从统计规律。
高中选修第三册《5 粒子的波动性和量子力学的建立》名师优质课导学案
粒子的波动性和量子力学的建立【学习目标】一、知识与技能1．知道德布罗意波的波长和粒子动量关系。
2．了解量子力学的建立过程。
二、过程与方法1．了解物理学研究的基础是实验事实以及实验对于物理研究的重要性。
2．知道某一物质在不同环境下所表现的不同规律特性。
三、情感、态度与价值观1．通过阅读和教师介绍讲解，了解科学真知的得到并非一蹴而就，需要经过一个较长的历史发展过程，不断得到纠正与修正。
2．通过相关理论的实验验证，逐步形成严谨求实的科学态度。
3．通过了解电子衍射实验，了解创造条件来进行有关物理实验的方法。
【学习重点】实物粒子和光子一样具有波粒二象性，德布罗意波长和粒子动量关系。
【学习难点】实物粒子的波动性的理解。
【学习过程】一、粒子的波动性1．德布罗意波任何运动着的物体，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＝________。
例题1：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≈50kg，百米跑时的速度约为v≈7m/s，德布罗意波长： 1.9×10−36m。
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____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__________，即具有波粒二象性。
与光子对应的波是________波，与实物粒子对应的波是________波。
二、物质波的实验验证1．1927年戴维森和汤姆孙分别利用晶体做了__________衍射的实验，从而证实了________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。
3．物质波的应用：______________________________三、量子力学的建立19、20世纪之交，人们在_______________、_____________、____________等许多类问题中，都发现了经典物理学无法解释的现象。
最新人教版高中物理选修3-5教学案：第十七章 第3节 粒子的波动性
第3节粒子的波动性1．光的干涉、衍射、偏振现象说明光具有波动性，光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性；即光具有波粒二象性。
2．光子的能量ε＝h ν和动量p ＝hλ是描述物质的粒子性的重要物理量，揭示了光的粒子性和波动性之间的密切关系。
3．德布罗意波又叫物质波，其波长和频率分别为：λ＝h p，ν＝εh。
一、光的波粒二象性 1．光的波粒二象性光既具有波动性，又具有粒子性，即光具有波粒二象性。
2．光子的能量和动量 (1)能量：ε＝h ν。
(2)动量：p ＝hλ。
(3)意义：能量ε和动量p 是描述物质的粒子性的重要物理量；波长λ和频率ν是描述物质的波动性的典型物理量。
因此ε＝h ν和p ＝hλ揭示了光的粒子性和波动性之间的密切关系，普朗克常量h 架起了粒子性与波动性之间的桥梁。
二、粒子的波动性及实验验证 1．粒子的波动性 (1)德布罗意波：每一个运动的粒子都与一个对应的波相联系，这种与实物粒子相联系的波称为德布罗意波，也叫物质波。
(2)物质波的波长、频率关系式：波长：λ＝hp频率：ν＝εh。
2．物质波的实验验证(1)实验探究思路：干涉、衍射是波特有的现象，如果实物粒子具有波动性，则在一定条件下，也应该发生干涉或衍射现象。
(2)实验验证：1927年戴维孙和汤姆孙分别利用晶体做了电子束衍射实验，得到了电子的衍射图样，证实了电子的波动性。
(3)说明：①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＝εh和λ＝hp关系同样正确。
②宏观物体的质量比微观粒子的质量大得多，运动时的动量很大，对应的德布罗意波的波长很小，根本无法观察到它的波动性。
1．自主思考——判一判(1)德布罗意认为实数粒子也具有波动性。
(√)(2)光的波粒二象性彻底推翻了麦克斯韦电磁理论。
(×)(3)波长较长的光只有波动性，没有粒子性。
(×)(4)向前飞行的子弹具有波动性。
(√)2．合作探究——议一议(1)光的波动性与粒子性跟光波频率高低、波长的长短有怎样的关系？提示：光波频率越低，波长越长，光的波动性越明显；光波频率越高，波长越短，光的粒子性越明显。
高中物理选修3-5精品学案：17.3 粒子的波动性
3 粒子的波动性[学科素养与目标要求]物理观念：1.知道人类对光的本性的认识史；了解光的波粒二象性及其对立统一关系.2.了解粒子的波动性，知道物质波的概念.3.了解什么是德布罗意波，会解释有关现象． 科学态度与责任：学会用辩证的观点看待问题，认识到物理学各种观点的局限性．一、光的波粒二象性 1．光的本性光的干涉、衍射、偏振现象表明光具有波动性，光电效应和康普顿效应表明光具有粒子性，即光具有波粒二象性． 2．光子的能量和动量关系式 (1)关系式：ε＝hν，p ＝hλ.(2)意义：能量ε和动量p 是描述物质的粒子性的重要物理量；波长λ和频率ν是描述物质的波动性的典型物理量．因此ε＝hν和p ＝hλ揭示了光的粒子性和波动性之间的密切关系．二、粒子的波动性 1．粒子的波动性(1)德布罗意波：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． (2)物质波波长、频率的计算公式为λ＝h p ，ν＝εh.(3)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．2．物质波的实验验证(1)实验探究思路：干涉、衍射是波特有的现象，如果实物粒子具有波动性，则在一定条件下，也应该发生干涉或衍射现象．(2)实验验证：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，得到了电子的衍射图样，证实了电子的波动性． (3)说明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＝εh 和λ＝hp关系同样正确．判断下列说法的正误．(1)光的干涉、衍射、偏振现象说明光具有波动性．( √ ) (2)光具有粒子性，但光子又不同于宏观观念的粒子．( √ ) (3)光在传播过程中，有的光是波，有的光是粒子．( × ) (4)一切宏观物体都伴随一种波，即物质波．( × ) (5)电子的衍射现象证实了实物粒子具有波动性．( √ )一、对光的波粒二象性的理解1．对光的本性认识史人类对光的认识经历了漫长的历程，从牛顿的光的微粒说到托马斯·杨和菲涅耳的波动说，从麦克斯韦的光的电磁说到爱因斯坦的光子说．直到二十世纪初，对于光的本性的认识才提升到一个更高层次，即光具有波粒二象性．对于光的本性认识史，列表如下：2．对光的波粒二象性的理解(1)光的波动性①实验基础：光的干涉和衍射．②表现：a.光子在空间各点出现的可能性大小可用波动规律来描述；b.足够能量的光在传播时，表现出波的性质．③说明：a.光的波动性是光子本身的一种属性，不是光子之间相互作用产生的；b.光的波动性不同于宏观观念的波．(2)光的粒子性①实验基础：光电效应、康普顿效应．②表现：a.当光同物质发生作用时，这种作用是“一份一份”进行的，表现出粒子的性质；b.少量或个别光子容易显示出光的粒子性．③说明：a.粒子的含义是“不连续”“一份一份”的；b.光子不同于宏观观念的粒子．例1(多选)下列有关光的波粒二象性的说法中，正确的是()A．有的光是波，有的光是粒子B．光子与电子是同样的一种粒子C．光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著D．康普顿效应表明光具有粒子性[答案]CD[解析]一切光都具有波粒二象性，光的有些行为(如干涉、衍射)表现出波动性，光的有些行为(如光电效应、康普顿效应)表现出粒子性，所以，不能说有的光是波，有的光是粒子．虽然光子与电子都是微观粒子，都具有波粒二象性，但电子是实物粒子，有静止质量，光子不是实物粒子，没有静止质量，电子是以实物形式存在的物质，光子是以场形式存在的物质，所以，不能说光子与电子是同样的一种粒子．光的波长越长，衍射性越好，即波动性越显著，光的波长越短，粒子性就越显著，故选项C、D正确，A、B错误．二、粒子的波动性1．如图是电子束通过铝箔后的衍射图样，结合图样及课本内容回答下列问题：(1)德布罗意提出“实物粒子也具有波动性”假设的理论基础是什么？(2)电子束穿过铝箔的衍射图样说明了什么？[答案](1)普朗克能量子假说和爱因斯坦光子理论．(2)电子具有波动性．2．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]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，产生的物质波的波长短，难以观测．1．任何物体，小到电子、质子，大到行星、太阳都存在波动性，这种波叫物质波，其波长λ＝hp.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．2．德布罗意假说是光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2(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波与它对应，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；由λ＝hp ，p＝m v 可知，速度相同的质子与电子相比，电子质量小，动量小，故其物质波波长更长，所以电子的波动性更明显，D 正确．例3 质量为1000kg 的小汽车以v ＝30m/s 的速度在高速公路上行驶，试计算小汽车的德布罗意波的波长．为什么我们无法观察到其波动性？(普朗克常量h ＝6.63×10－34J·s)[答案] 见[解析][解析] 小汽车的动量为p ＝m v ＝1000×30kg·m/s ＝3×104kg·m/s ，故小汽车的德布罗意波的波长为λ＝h p ＝6.63×10－343×104m ＝2.21×10－38m因小汽车的德布罗意波的波长太短，故无法观察到其波动性．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 ＝2mE k 计算其动量．2．再根据λ＝hp计算德布罗意波长．3．需要注意的是：德布罗意波长一般都很短，比一般的光波波长还要短，可以根据结果的数量级大致判断结果是否合理．针对训练 (2019·石嘴山三中高二月考)关于物质波，下列说法正确的是( ) A ．速度相等的电子和质子，电子的波长长 B ．动能相等的电子和质子，电子的波长短 C ．动量相等的电子和中子，中子的波长短D ．如果甲、乙两电子的速度远小于光速，甲电子的速度是乙电子的3倍，则甲电子的波长也是乙电子的3倍 [答案] A[解析] 由λ＝hp 可知，动量大的波长短，电子与质子的速度相等时，电子质量小，动量小，波长长，A 正确；电子与质子动能相等时，由动量与动能的关系p ＝2mE k 可知，电子的动量小，波长长，B 错误；动量相等的电子和中子，其波长应相等，C 错误；如果甲、乙两电子的速度远小于光速，甲的速度是乙的3倍，甲的动量也是乙的3倍，则甲的波长应是乙的13，D 错误.1．(波粒二象性的理解)有关光的本性，下列说法中正确的是( )A ．光既具有波动性，又具有粒子性，这是相互矛盾和对立的B ．光的波动性类似于机械波，光的粒子性类似于质点C ．光不具有波动性D ．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，只能认为光具有波粒二象性 [答案] D[解析] 光在不同条件下表现出不同的行为，其波动性和粒子性并不矛盾，A 错，D 对；光的波动性不同于机械波，其粒子性也不同于质点，B 错；大量光子往往表现出波动性，个别光子往往表现出粒子性，C 错．2．(物质波的理解)(多选)(2018·上饶中学高二月考)关于物质波，下列认识中错误的是( )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 [答案] BD[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．(物质波的理解与计算)如果一个中子和一个质量为10g 的子弹都以103m/s 的速度运动，则它们的德布罗意波的波长分别是多大？(中子的质量为1.67×10－27kg ，普朗克常量为6.63×10－34J·s ，结果保留三位有效数字)[答案] 3.97×10－10m 6.63×10－35m[解析] 中子的动量为p 1＝m 1v 子弹的动量为p 2＝m 2v由λ＝hp 知中子和子弹的德布罗意波长分别为λ1＝h p 1，λ2＝h p 2联立以上各式解得λ1＝h m 1v ，λ2＝h m 2v代入数据可解得λ1≈3.97×10－10m ，λ2＝6.63×10－35m.。
概率波导学案
10．在日常生活中，我们不会注意到光是由光子构成的，这是因为普郎克常量很小， 每个光子的能量很小，而我们观察到的光学现象中涉及大量的光子。试估计 60 w 的灯 泡 1s 内发出的光子数。 （已知绿光的频率为 6 1014 HZ） [课堂总结和反思]： （1） 、本节课的主要收获：知识： （2） 、本节课存在的疑问： 方法： ，
人们形成了一种观念：物质要么具有 在经典物理学观念中，粒子有一定的
顿运动定律。所以只要条件满足就可以确定任意时刻的 的 。这是经典物理学中粒子运动的基本特征。 在经典物理学观念中，波的特征具有 的 。 而且波的形成是由于物质里粒子间的相互作用引起的 和
，也就是具有时空
显而易见，经典物理学中，波和粒子是两种不同的研究对象，具有非常不同的表现， 具有 的属性。
【自主学习】 一、经典的粒子和经典的波 在 经 典 物 理 学 的 概 念 中 ， 人 们 在 分 析 物 理 现 象 时 ， 建 立 了 和 的 ，利用这些模型他们解释了众多科学问题，如果用 和 ，用 解释了声音
解释了气体的压强等等。一切经典模型使 ，要么具有 大小，有一定的 和 ，非此即彼！ ，它们遵从牛 ，以及空间
【合作探究】 1、下列说法正确的是： A、概率波就是机械波 B、物质波是一种概率波
C、概率波和机械波的本质是一样的，都能发生干涉和衍射现象 D、在光的双缝干涉实验中，若有一个光子，则能确定这个光子落在哪个点上 2、在双缝干涉实验中出现的明暗条纹说明了： A、光具有波动性 C、光波是一种概率波 3、任意时刻的确定 和 B、光具有粒子性 D、以上全都错误 以及时空的确定 和 ，是经典物理中 。
2
电子和其他微观实物粒子也同样具有波粒二象性，所以与它们相对应的德布罗意波也 是概率波。 总结我们以前的学习可以知道这样规律，即大量光子行为表现出波动性，个别光子行 为表现出粒子性；光在传播过程中表现出波动性，在与物质相互作用过程中表现出粒 子性 问题：从课本上电子的干涉条纹的甲、乙、丙的三个图中，你是怎样理解物质波也是 概率波的？
人教版高中物理选择性第4章4.5粒子的波动性和量子力学的建立学案(2)
4.5 粒子的波动性和量子力学的建立【知识梳理】一、粒子的波动性及物质波的实验验证 1．粒子的波动性(1)德布罗意波：每一个 的粒子都与一个对应的波相联系，这种与 相联系的波后来被称为德布罗意波，也叫作 。
(2)物质波的波长：λ＝ 。
(3)物质波的频率：ν＝ 。
2．物质波的实验验证(1)实验探究思路： 、衍射是波特有的现象，如果实物粒子具有波动性，则在一定条件下，也应该发生 或衍射现象。
(2)实验验证：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，得到了 的衍射图样，证实了 的波动性。
(3)说明：人们陆续证实了中子、质子以及原子、分子的 ，对于这些粒子，德布罗意给出的ν＝εh 和λ＝hp 的关系同样正确。
(4)实物粒子也具有 。
二、量子力学的建立及应用 1．早期量子论的创立(1)普朗克 理论，能量子ε＝hν。
(2)爱因斯坦 理论，光子ε＝hν。
(3)康普顿 理论：光子动量p ＝ 。
(4)玻尔 理论：氢原子发光hν＝E n －E m 。
(5)德布罗意 假说，频率：ν＝εh ，波长λ＝hp 。
2．现代量子论的创立20世纪中期，在以玻恩、海森堡、薛定谔以及英国的狄拉克和奥地利的泡利为代表的众多物理学家的共同努力下，描述 行为的理论被逐步完善并最终完整地建立起来，它被称为 学。
3．量子力学的应用(1)量子力学推动了核物理和粒子物理的发展。
(2)量子力学推动了原子、分子物理和光学的发展。
(3)量子力学推动了固体物理的发展。
【判一判】(1)一切宏观物体的运动都伴随一种波，即物质波。
( ) (2)湖面上的水波就是物质波。
( )(3)电子的衍射现象证实了实物粒子具有波动性。
( )【典型例题】题型一、 原子的能量及变化规律 1．原子的能量：E n ＝E kn ＋E pn 。
2．电子绕氢原子核运动时：k e 2r n 2＝m v n 2r n ，故E kn ＝12m v n 2＝ke 22r n电子轨道半径越大，电子绕核运动的动能越小。
粒子的波动性导学案.doc
2.光子的能量和动量⑴能量：£=_____ ；(2)动量：p=___ o3.意义能量£和动量p是描述物质的性的重要物理量；波长A和频率v是描述物质的性的典型物理量。
因此£=和P=揭示了光的粒子性和波动性之间的密切关系。
架起了粒子性与波动性之间的桥梁。
★光的波粒二象性的理解A.关于光的本性，牛顿提出“微粒说”，惠更斯提出“波动说"，爱因斯坦提出“光子说”，它们都说明了光的本性B.光具有波粒二象性是指：既可以把光看成宏观概念上的波，也可以看成微观概念上的粒子C.光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光电效应说明光具有粒子性D.光的波粒二象性将牛顿的波动说和惠更斯的粒子说真正有机地统一起来学海拾17.3粒子的波动性班级 姓名 小组 评价 【学习目标】 1.理解光的波粒二象性2 .了解粒子的波动性3 .理解物质波的概念，知道物质波的实验验证 【学习重点、难点】 1. 对光的波粒二象性的理解 2. 对德布罗意波的理解【学法指导】阅读教材，理清思路，掩卷完成 【知识链接】如图所示是一台电子显微镜，竖直圆筒的上、下两端分别 装着负极和正极，电压可高达1X106V 。
它的分辨本领很高， 可以看清大小为0.2nm 的物体。
你知道电子显微镜的分辨本领与哪些因素有关吗？ 【知识自主梳理】 一.光的波粒二象性1.光的本性光既具有 又具有，光具有■ ★光学发展史 学说名称 微粒说 波动说 电磁说 光子说 波粒二象性 代表人物 牛顿 惠更斯 麦克斯韦 爱因斯坦 公认 实验依据光的直线传 播、光的反 射光的干涉、 衍射能在真空中 传播，是横 波，光速等 于电磁波速光电效应、 康普顿效应光既具有波 动现象，又 有粒子特征C.光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著D.大量光子的行为往往显示出粒子性2、有关光的本性，下列说法中正确的是（）A.光具有波动性，又具有粒子性，这是相互矛盾和对立的B.光的波动性类似于机械波，光的粒子性类似于质点C.大量光子才具有波动性，个别光子只具有粒子性D.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，只能认为光具有波粒二象性3、质量为10g,速度为300m/s在空中飞行的子弹，其德布罗意波波长是多少？为什么我们无法观察出其波动性？如果能够用特殊的方法观察子弹的波动性，我们是否能看到子弹上下或左右颤动着前进，在空间中描绘出正弦曲线或其他周期性曲线？为什么？4、武汉综合新闻网2010年8月21日报道：近日，一种发源于南亚没有抗生素可以抵御的“超级细菌”成为社会关注的热点。
高二物理选修35第十七章：和概率波和不确定性导学案
高二物理选修35第十七章：和概率波和不确定性导学案制造人：陈合森日期：【学习目的】1．知道光波和物质波都是概率波2．了解〝不确定关系〞的详细含义【重点难点】1、人类对光的本性的看法的开展进程和不确定关系的概念2、难点: 对量子化、波粒二象性、概率波等概念的了解；对不确定关系的定量运用教学进程1．经典粒子：粒子有一定的____________，有一定的__________有的还具有电荷有关。
运动的基本特征是：恣意时辰确实定的____________和____________以及时空中确定的__________。
2．经典波：经典的波在时空是弥散开来的，基本特征是：具有______ 和______，即具有时空的周期性3概率波：光波是一种概率波，光的动摇性不是光子之间____________惹起的，而是光子自身_________的性质，光子在空间出现的概率可以经过动摇的规律确定，所以光波是一种概率波。
4．不确定性关系：〔1〕定义：在经典力学中，一个质点的位置和动量是可以同时测定的，在量子力学中，要同时测出位置和动量是不太能够的，这种关系叫____________关系。
〔2〕表达式：___________稳固练习1．以下关于物质波的看法中正确的选项是 ( )A．任何一个物体都有一种波和它对应，这就是物质波B．X光的衍射证明了物质波的假定是正确的C．电子的衍射证明了物质波的假定是正确的 D．物质波是一种概率波2．频率为v的光子，德布罗意波长为λ=h/p，能量为E，那么光的速度为 ( ) A．Eλ/h B．pE C．E/p D．h2/Ep3．经150V电压减速的电子束，沿同一方向射出，穿过铝箔后射到其后的屏上，那么 ( ) A．一切电子的运动轨迹均相反 B．一切电子抵达屏上的位置坐标均相反C．电子抵达屏上的位置坐标可用牛顿运动定律确定D．电子抵达屏上的位置受动摇规律支配，无法用确定的坐标来描画它的位置4．以下属于概率波的是( )A水波 B.声波 C.电磁波 D.物质波5．关丁微观粒子的运动,以下说法中正确的选项是( )A光于在不受外力作用时一定做匀速运动. B.光子遭到恒定外力作用时一定做匀变速运动.C.只需知道电子的初速度和所受外力,就可以确定其恣意时辰的速度.D.运用牛顿力学无法确定微观粒子的运动规律.6.假定某个质子的动能和某个氦核的动能相等,那么这两个粒子的德布罗意波长之比为( )A.1：2B.2：1C.1：4D.4：17.运动的电子束穿过某一薄晶体时能发生清楚的衍射现象,那么以下说法中正确的选项是( )A.电子束的运动速度越快,发生的衍射现象越清楚.B.电子束的运动速度越慢,发生的衍射现象越清楚.C.发生衍射现象的清楚水平与电子束的运动速度有关.D.以上说法都不对.8.一个电子被减速后,以极高的速度在空间运动,关于它的运动,以下说法中正确的选项是( )A.电子在空间做匀速直线运动.B.电子上下左右颤抖着行进.C.电子运动轨迹是正弦曲线.D.无法预言它的途径.9.关丁微观粒子的运动,以下说法中正确的选项是( )A 光于在不受外力作用时一定做匀速运动. B.光子遭到恒定外力作用时一定做匀变速运动.C.只需知道电子的初速度和所受外力,就可以确定其恣意时辰的速度.D.运用牛顿力学无法确定微观粒子的运动规律.10.运动的电子束穿过某一薄晶体时能发生清楚的衍射现象,那么以下说法中正确的选项是( )A.电子束的运动速度越快,发生的衍射现象越清楚.B.电子束的运动速度越慢,发生的衍射现象越清楚.C.发生衍射现象的清楚水平与电子束的运动速度有关.D.以上说法都不对.11.一个电子被减速后,以极高的速度在空间运动,关于它的运动,以下说法中正确的选项是( )A.电子在空间做匀速直线运动.B.电子上下左右颤抖着行进.C.电子运动轨迹是正弦曲线.D.无法预言它的途径.12.质量为m 、带电荷量为e 、初速为零的电子,经减速电压U 减速后,其电子的德布罗意波 长为e2mU h .(普朗克常量为h)电子显微镜用电子束替代光镜的光源,缩小倍数可达数万倍, 这是由于( )A. 电子束的波长短.B.电子束的频率小.C.电子束不具动摇性.D.电子束不具粒子性.13. 如下图，abc 是润滑的轨道，其中ab 是水平的，bc 为与ab 相切的位于竖直平面内的半圆，半径R ＝0.30m ，质量m ＝0.20kg 的小球A 运动在轨道上，另一质量M ＝0.60kg 、速度v 0＝5.5m/s 的小球B 与小球A 正碰。
高中二年级下学期物理《粒子的波动性和量子力学的建立》教学设计
4.5粒子的波动性教学设计一、学科核心素养物理观念：知道德布罗意波，光有波动性和粒子性等基本观点和相关实验证据。
科学思维：掌握光的波粒二象性，理解其对立统一关系；并能应用波粒二象性解释有关现象，提高分析、推理能力。
科学探究：通过学习电子衍射、与干涉的探究，学会观察与讨论，并能得出实验结论，提高动脑能力。
科学态度与责任：学习科学家们探究物质波坚持实事求是的科学态度，激发学习科学的兴趣。
二、教学重难点知道德布罗意波，光有波动性和粒子性等基本观点和相关实验证据三、教学过程通过对双缝干涉、光电效应等一系列问题的研究，人们终于认识到光既有粒子性，又有波动性。
我们已经认识到如电子、质子等实物粒子是具有粒子性的，那么，实物粒子是否也会同时具有波动性呢?1.粒子的波动性德布罗意(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。
他认为，“整个世纪以来( 指19世纪 ) 在光学中比起波动的研究方法来，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？”德布罗意提出假设：实物粒子也具有波动性，即每一个运动的粒子都与一个对应的波相联系。
粒子的能量ε和动量p 跟它所对应的波的频率ν和波长λ之间，遵从如下关系：p hh ==λεν,这种与实物粒子相联系的波后来被称为德布罗意波，也叫作物质波。
波长太短，无法观测到子弹等实物的波动性。
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波长太小的缘故。
2、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。
高中物理选修3-5导学案：17.3 粒子的波动性
17．3 粒子的波动性 4 概率波 5 不确定性关系知识探究一、粒子的波动性1．光的波粒二象性(1)光既具有波动性又具有粒子性，即光具有波粒二象性．(2)光子的能量ε＝hν和动量p ＝h λ．两式左侧的物理量ε和p 描述光的粒子性，右侧的物理量ν和λ描述光的波动性，普朗克常量h 架起了粒子性与波动性之间的桥梁．2．粒子的波动性(1)每一个运动的粒子都与一个对应的波相联系，这种与实物粒子相联系的波称为德布罗意波，也叫做物质波．(2)物质波的波长、频率关系式波长：λ＝h p ，频率：ν＝εh． 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电子束衍射实验，得到了电子的衍射图样，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＝εh 和λ＝h p关系同样正确．二、概率波1．经典粒子和经典波(1)经典粒子：①粒子有一定的空间大小，有一定的质量，遵循牛顿运动定律． ②运动的基本特征：在任意时刻有确定的位置和速度，在空间中有确定的轨道．(2)经典波：经典波的基本特征是：具有确定的频率和波长，即具有时空的周期性．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的结果而是光子自身固有的性质，光子在空间出现的概率可以通过波动规律确定，所以，光波是一种概率波． (2)物质波也是一种概率波对于电子和其他微观粒子，单个粒子的位置是不确定的，但在某点出现的概率的大小可以由波动规律确定，而且对于大量粒子，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．三、不确定性关系 1．定义：在经典物理学中，一个质点的位置和动量是可以同时测定的，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，这种关系叫不确定性关系．2．表达式：Δx Δp ≥h 4π.其中以Δx 表示粒子位置的不确定量，以Δp 表示粒子在x 方向上的动量的不确定量，h 是普朗克常量．典型例题例 A ．大量光子的行为往往表现出波动性，个别光子的行为往往表现出粒子性B ．光在传播时是波，而与物质相互作用时就转变成粒子高三物理导学案（第2页，共4页）C ．高频光是粒子，低频光是波D ．波粒二象性是光的根本属性，有时它的波动性显著，有时它的粒子性显著二、对物质波的理解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波长太小的缘故．2．物质波波长的计算公式为λ＝h p ，频率公式为ν＝εh3．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2 下列关于德布罗意波的认识，正确的解释是( )A ．任何一个物体都有一种波和它对应，这就是物质波B ．X 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例3 如果一个中子和一个质量为10 g 的子弹都以103 m/s 的速度运动，则它们的德布罗意波的波长分别是多大？(中子的质量为1.67×10－27 kg ，普朗克常量为6.63×10－34 J ·s)三、对概率波的理解1．光子既具有粒子性，又具有波动性．光子在和其他物质作用的过程中(如光电效应和康普顿效应)显示出粒子性，光在传播过程中显示出波动性．在光的传播过程中，光子在空间各点出现的可能性的大小(概率)由波动性起主导作用，因此光波为概率波．2．大量光子产生的效果表现出波动性，个别光子产生的效果表现出粒子性；对于不同频率的光，频率低、波长长的光，波动性特征明显；而频率高、波长短的光，粒子性特征明显．3．对于电子、实物粒子等其他微观粒子，同样具有波粒二象性，所以与它们相联系的德布罗意波也是概率波． 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四、对不确定性关系的理解1．单缝衍射现象中，粒子在挡板左侧的位置是完全不确定的，即通过挡板前粒子的位置具有不确定性．2．单缝衍射现象中，粒子通过狭缝后，在垂直原来运动方向的动量是不确定的，即通过挡板后粒子的动量具有不确定性．3．微观粒子运动的位置不确定量Δx 和动量的不确定量Δp 的关系式为Δx Δp ≥h 4π，其中h 是普朗克常量，这个关系式叫不确定性关系．4．不确定性关系告诉我们，如果要更准确地确定粒子的位置(即Δx 更小)，那么动量的测量一定会更不准确(即Δp 更大)，也就是说，不可能同时准确地知道粒子的位置和动量，也不可能用“轨迹”来描述粒子的运动．例5 在单缝衍射实验中，若单缝宽度是1.0×10－9 m ，那么光子经过单缝发生衍射，动量不确定量是多少？课堂练习1．关于光的波粒二象性，正确的说法是( )A ．光的频率越高，光子的能量越大，粒子性越显著B ．光的波长越长，光的能量越小，波动性越显著C ．频率高的光子不具有波动性，波长较长的光子不具有粒子性D ．个别光子产生的效果往往显示粒子性，大量光子产生的效果往往显示波动性2．一颗质量为10 g 的子弹，以200 m/s 的速度运动着，则由德布罗意理论计算，要使这颗子弹发生明显的衍射现象，那么障碍物的尺寸为( )A．3.0×10－10 m B．1.8×10－11 m C．3.0×10－34 m D．无法确定3．下列说法中正确的是()A．物质波属于机械波B．只有像电子、质子、中子这样的微观粒子才具有波动性C．德布罗意认为任何一个运动的物体，小到电子、质子、中子，大到行星、太阳都有一种波与之相对应，这种波叫物质波D．宏观物体运动时，看不到它的衍射和干涉现象，所以宏观物体运动时不具有波动性4．（多选）在单缝衍射实验中，中央亮纹的光强占从单缝射入的整个光强的95%以上．假设现在只让一个光子能通过单缝，那么该光子()A．一定落在中央亮纹处B．一定落在亮纹处C．可能落在暗纹处D．落在中央亮纹处的可能性最大5．（多选）根据不确定性关系ΔxΔp≥h4π，判断下列说法正确的是()A．采取办法提高测量Δx精度时，Δp的精度下降B．采取办法提高测量Δx精度时，Δp的精度上升C．Δx与Δp测量精度与测量仪器及测量方法是否完备有关D．Δx与Δp测量精度与测量仪器及测量方法是否完备无关课后训练1．（多选）说明光具有粒子性的现象是()A．光电效应B．光的干涉C．光的衍射D．康普顿效应2．（多选）人类对光的本性的认识经历了曲折的过程．下列关于光的本性的陈述符合科学规律或历史事实的是()A．牛顿的“微粒说”与爱因斯坦的“光子说”本质上是一样的B．光的双缝干涉实验显示了光具有波动性C．麦克斯韦预言了光是一种电磁波D．光具有波粒二象性3．（多选）关于光的波动性与粒子性，以下说法正确的是()A．爱因斯坦的光子说否定了光的电磁说B．光电效应现象说明了光的粒子性C．光波不同于机械波，它是一种概率波D．光的波动性和粒子性是相互矛盾的，无法统一4．（多选）下列物理实验中，能说明粒子具有波动性的是()A．通过研究金属的遏止电压与入射光频率的关系，证明了爱因斯坦光电效应方程的正确性B．通过测试多种物质对X射线的散射，发现散射射线中有波长变大的成分C．通过电子双缝实验，发现电子的干涉现象D．利用晶体做电子束衍射实验，证实了电子的波动性5．下列关于物质波的说法中正确的是()A．实物粒子具有粒子性，在任何条件下都不可能表现出波动性B．宏观物体不存在对应波的波长C．电子在任何条件下都能表现出波动性D．微观粒子在一定条件下能表现出波动性6．下列说法中正确的是()A．质量大的物体，其德布罗意波长短B．速度大的物体，其德布罗意波长短C．动量大的物体，其德布罗意波长短D．动能大的物体，其德布罗意波长短7．（多选）利用金属晶格(大小约10－10m)作为障碍物观察电子的衍射图样，方法是使电子通过电场加速后，让电子束照射到金属晶格上，从而得到电子的衍射图样．已知电子质量为m，电荷量为e，初速度为0，加速电压为U，普郎克常量为h，则下列说法中正确的是()A．该实验说明了电子具有波动性B．实验中电子束的德布罗意波长为λ＝h2meUC．加速电压U越大，电子的衍射现象越明显高三物理导学案（第3页，共4页）高三物理导学案（第4页，共4页）D ．若用相同动能的质子替代电子，衍射现象将更加明显8．（多选）下列各种波是概率波的是( )A ．声波B ．无线电波C ．光波D ．物质波9．在做双缝干涉实验时，发现100个光子中有96个通过双缝后打到了观察屏上的b 处，则b 处是( )A ．亮纹B ．暗纹C ．既有可能是亮纹也有可能是暗纹D ．以上各种情况均有可能10．（多选）在验证光的波粒二象性的实验中，下列说法正确的是( )A ．使光子一个一个地通过单缝，如果时间足够长，底片上会出现衍射图样B ．单个光子通过单缝后，底片上会出现完整的衍射图样C ．光子通过单缝的运动路线像水波一样起伏D ．单个光子通过单缝后打在底片上的情况呈现出随机性，大量光子通过单缝后打在底片上的情况呈现出规律性11．关于电子的运动规律，以下说法正确的是( )A ．电子如果表现出粒子性，则无法用轨迹来描述它们的运动，其运动遵循牛顿运动定律B ．电子如果表现出粒子性，则可以用轨迹来描述它们的运动，其运动遵循牛顿运动定律C ．电子如果表现出波动性，则无法用轨迹来描述它们的运动，空间分布的概率遵循波动规律D ．电子如果表现出波动性，则可以用轨迹来描述它们的运动，其运动遵循牛顿运动定律12．（多选）由不确定性关系可以得出的结论是( )A ．如果动量的不确定范围越小，则与它对应位置坐标的不确定范围就越大B ．如果位置坐标的不确定范围越小，则动量的不确定范围就越大C ．动量和位置坐标的不确定范围之间的关系不是反比例函数D ．动量和位置坐标的不确定范围之间有唯一的确定关系13．（多选）关于不确定性关系Δx Δp ≥h 4π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14．（多选）已知h 4π＝5.3×10－35J ·s ，试求下列情况中速度测定的不确定量，并根据计算结果，讨论在宏观和微观世界中进行测量的不同情况．(1)一个球的质量m ＝1.0 kg ，测定其位置的不确定量为10－6m ；(2)电子的质量m e ＝9.1×10－31kg ，测定其位置的不确定量为10－10 m.(1)球的速度测定的不确定量Δv ≥h 4πm Δx ＝5.3×10－351.0×10－6m/s ＝5.3×10－29m/s 这个速度不确定量在宏观世界中微不足道，可认为球的速度是确定的，其运动遵从经典物理学理论．(2)原子中电子的速度测定的不确定量Δv ≥h 4πm e Δx ＝ 5.3×10－359.1×10－31×10－10m/s ＝5.8×105 m/s 这个速度不确定量不可忽略，不能认为原子中的电子具有确定的速度，其运动不能用经典物理学理论处理．高三物理导学案（第5页，共4页） 例1 （多选）AD 例2 C 例3中子的动量为p 1＝m 1v子弹的动量为p 2＝m 2v据λ＝h p知中子和子弹的德布罗意波长分别为 λ1＝h p 1，λ2＝h p 2联立以上各式解得λ1＝h m 1v ，λ2＝h m 2v将m 1＝1.67×10－27 kg ，v ＝103 m/sh ＝6.63×10－34 J ·s ，m 2＝1.0×10－2kg代入上面两式可解得λ1＝4.0×10－10 m ，λ2＝6.63×10－35 m例4 D例5 由题意可知光子位置的不确定量Δx ＝1.0×10－9 m ，解答本题需利用不确定性关系．单缝宽度是光子经过狭缝的位置不确定量，即Δx ＝1.0×10－9 m ，由Δx Δp ≥h 4π有：1.0×10－9 m ·Δp ≥6.63×10－34 J ·s 4π. 得Δp ≥5.3×10－26 kg ·m/s.1．ABD 2．C 3．C 4．CD 5．AD 2． BCD3．BC 4．CD5．D 6 C 7．AB8．CD9．A10．AD11．C 12．ABC13．CD14．解析 (1)球的速度测定的不确定量Δv ≥h 4πm Δx ＝5.3×10－351.0×10－6m/s ＝5.3×10－29m/s 这个速度不确定量在宏观世界中微不足道，可认为球的速度是确定的，其运动遵从经典物理学理论．(2)原子中电子的速度测定的不确定量Δv ≥h 4πm e Δx ＝ 5.3×10－359.1×10－31×10－10m/s ＝5.8×105 m/s 这个速度不确定量不可忽略，不能认为原子中的电子具有确定的速度，其运动不能用经典物理学理论处理．。
高中物理-概率波教案 (2)
高中物理-概率波教案教学目标：⑴了解经典粒子和波的模型；⑵了解概率波；⑶通过分析实验,体会微观粒了波粒二象性的建立过程。
教学设计说明：《概率波》是安排在第三节《粒子的波动性》后,核心是光子、电子干涉条纹对玻恩的概率波理论的验证。
本节分成两部分,第一部分为经典的粒子和经典的波特征概述,指出经典粒子在任意时刻的位置、速度是确定的；经典的皮的频率、波长是确定的。
在经典物理学中,物质的粒子性和波动性是互不相容的,第二部分为概率波理论及其特征,提出光子、电子的波动是与经典波完全不同的概率波。
对于本节的学习,学生是感到非常困难的。
第一、学生没有感性的认识作为基础。
有的只有宏观粒子的认识,也只对宏观的粒子运动作了研究,在学生的理论体系中只有匀速直线、匀变速直线、平抛、圆周运动等运动模型,而对概率波一点没有；第二、现在的教材体系对波动的知识要求较少。
因此,对本节的学生相应的知识储备较少,或者基本没有；第三、从本节的教学目标上看,也基本上是属于了解的层次,教师在教学中不会重视,学生也不会重视,最多就是简单的记住也就不错了。
但是,从教材本身及学生发展的角度来看,这又是非常重要的一部分内容。
它拓展了学生的视野,让学生了解概率波,了解粒子的波动性,从而让学生的知识更加全面。
尽管高考也许不考,但它为学生进入高等学校进一步发展打下了基础。
因此,作为教学工作者,作为教师,我们应该非常重视它。
针对本节的知识内容及学生的学习情况,在教学设计中,我采用了以下的教学方法和学习方法：⑴阅读法。
由学生自习总计教材,找出其中的知识内容及知识点。
⑵对比法。
经典粒子与光子、电子的对比,光波与水波的对比。
⑶类比分析法。
用生活中学生熟悉的事物来类比分析,让学生更好的理解。
教学过程：一、新课的引入接上一节《粒子的波动性》,以提问方式引入新课。
问：你们相信你自己有波动性吗？你看到见吗？［激发学生对问题的思考］接下来,引入《水知道答案》中的相关图片,展示与波相关的结果。
高中物理选修3-5教学设计1：17.3 粒子的波动性教案
17.3粒子的波动性教学设计一、教学目标1．知识与技能（1）知道光、实物粒子具有波粒二象性；（2）知道德布罗意假说的内容，公式表达；（3）了解物质波的验证过程。
2．过程与方法（1）沿着物理学家的研究过程展开教学，尽量再现物理学家的思想和研究方法。
（2）通过“小练习”对比，进而理解宏观物体的波动性不明显，并找到验证物质波的方法3．情感态度与价值观（1）感受人类对光认识的美好、曲折过程，欣赏物理学的对称美，体会蕴含的哲学思想。
（2）从科学家的工作中感悟科学探究：如何向固有观念挑战，提出大胆猜想和假说，如何寻找有效的方法加以验证……。
（3）培养学生的科学文化素质──科学方法、科学意识、科学精神。
二、复习回顾（引入新课）1．人类对光的认识──一部科学史诗2．h──粒子性、波动性之间的桥梁四、进行新课1．德布罗意的总结──承上启下19世纪以来，光学上注重波动方面的研究，忽视了粒子方面的研究；而实物粒子的研究上，是否发生了相反的错误？师：“相反的错误”指什么？生：实物粒子的研究只注重了粒子性，而忽视了波动性。
2．（自学）德布罗意假说──科学的狂想曲，回答问题：（1）德布罗意假说的内容？实物粒子也具有波动性；每一个运动的粒子都与一种波对应。
（2）物质波的概念？与实物粒子相联系的波──德布罗意波。
（3）物质波的频率、波长公式？ ，h p λ=hεν= 3．物质波的验证师：如何验证德布罗意假说？生：如果能观察到实物粒子的干涉、衍射现象，得以验证。
师：发生明显衍射的条件？生：障碍物或小孔的尺寸跟波长差不多，或者比波长还要小。
4．练习巩固，（1）计算：一个质量为0．01kg ，速度为300m/s 的子弹，对应的德布罗意波长？[解析]342.210m h h p mvλ-===⨯ 问题：为什么不易观察到宏观物体的波动性？（2）计算：一个原来静止的电子，经过100v 的电压加速后，对应的德布罗意波长？[解析]eu ε=p =101.210mh p λ-===⨯ 问题：分子直径的数量级？（1010m -）师点拨：电子的德布罗意波长与分子直径相当，电子束照到晶体上，两晶格的狭缝可使电子发生明显的衍射。
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旋轮线是一种等时曲线惠更斯
编号：gswhwlxx5——004
文华高中高二物理选修5
《粒子的波动性》、《概率波》导学案
编制人：吴军云班级：学生姓名：
【学习目标】
1．知道光的波粒二象性。
2．会用光的波粒二象性分析有关现象。
3．理解德布罗意波，会解释相关现象。
【重点难点】
重点：会用光的波粒二象性分析有关现象。
难点：理解波动性和粒子性的对立统一关系。
【知识链接】
1.光的波动性现象：。
2.光的粒子性现象：。
【学习过程】
知识点一：人类对光的本性认识发展史
学说名称微粒说波动说电磁说光子说波粒二象性代表人物
实验依据
特点
知识点二：光的波粒二象性
1．光的本性
光的干涉、衍射、偏振现象表明光具有______性，光电效应和康普顿效应表明光具有______性．即光具有__________性．
2．光子的能量和动量
(1)能量：ε＝______，(2)动量p＝____________.
能量ε和动量p是描述物质的______性的重要物理量；波长λ或频率ν是描述物质的______性的典型物理量．因此ε＝______和p＝__________揭示了光的粒子性和波动性之
间的密切关系．
3．德布罗意波
任何一个________的物体，都有一种波与它相对应，这种波叫________，也称为德布罗意波．
物质波的波长、频率关系式：λ＝________，ν＝________.
4．物质波的实验验证
(1)实验探究思路
______、______是波特有的现象，如果实物粒子具有波动性，则在一定条件下，也应该发生干涉或衍射现象．
(2)实验验证：1927年戴维孙和汤姆孙分别利用晶体做了__________的实验，得到了电子
的__________，证实了电子的________．
(3)说明：①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ν＝________和λ＝________关系同样正确．
②宏观物体的质量比微观粒子大得多，运动时的______很大，对应的德布罗意波的波长
______，根本无法观察到它的__________．
知识点三：概率波
1．经典的粒子和经典的波
(1)经典粒子：粒子有一定的__________，有一定的______，有的还具有电荷．
运动的基本特征是：在任意时刻有确定的______和______，在时空中有确定的______．
(2)经典波：经典波在空间中是弥散开来的，基本特征是具有______和______，即具有时
空的周期性．
(3)在经典物理学中，波和粒子是两种不同的研究对象，具有__________的表现．
2. 概率波
(1)光波是一种__________，光子的行为服从________规律．
(2)大量光子产生的效果显示出________，个别光子产生的效果显示出________．
(3)概率波的实质是指粒子在空间的分布规律是受________规律支配的．
(4)对于电子和其他微粒，由于同样具有波粒二象性，所以它们的物质波也是________．练习：
1．关于光的波粒二象性，下列说法中不正确的是()
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．光的频率越高，粒子性越明显
C．能量越大的光子其波动性越显著
D．光的波粒二象性应理解为，在某种场合下光的粒子性表现明显，在另外某种场合下2．关于光的波粒二象性的下列说法中，正确的是()
A．光既有波动性，又有粒子性
B．光表现出波动性时就不具有粒子性，光表现出粒子性时就不具有波动性
C．大量光子产生的效果往往显示出波动性，个别光子产生的效果往往显示出粒子性D．光有粒子性，但不能把光子等同于质点，光有波动性，但不能把光等同于宏观的机械波
3．关于光的波粒二象性，正确的说法是()
A．光的频率愈高，光子的能量愈大，粒子性愈显著
B．光的波长愈长，光子的能量愈小，波动性愈明显
C．频率高的光子不具有波动性，波长较长的光子不具有粒子性
D．光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光电效应说明光具有粒子性
4．关于物质波，下列认识错误的是()
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．宏观物体对应的德布罗意波尽管可以看做物质波，但它们不具有干涉、衍射等现象5．在光的单缝衍射实验中，在光屏上放上照相底片，并设法控制光的强度，尽可能使光
子一个一个地通过狭缝，假设光子出现在中央亮纹的概率为90%，下列说法正确的是()
A．第一个光子一定出现在中央亮纹上
B．第一个光子可能不出现在中央亮纹上
C．如果前9个光子均出现在中央亮纹上，则第10个光子还有可能出现在中央亮纹上D．如果前9个光子均出现在中央亮纹上，则第10个光子一定不能出现在中央亮纹上6．为了验证光的波粒二象性，在双缝干涉实验中将光屏换成照相底片，并设法减弱光的
强度，下列说法正确的是()
A．使光子一个一个地通过双缝干涉实验装置的狭缝，如果时间足够长，底片上将出现双缝干涉图样
B．使光子一个一个地通过双缝干涉实验装置的狭缝，如果时间足够长，底片上将出现不太清晰的双缝干涉图样
C．大量光子的运动规律显示出光的粒子性
D．个别光子的运动显示出光的粒子性
7．关于光的本性，下列说法中正确的是()
A．关于光的本性，牛顿提出微粒说，惠更斯提出波动说，爱因斯坦提出光子说，它们都说明了光的本性
B．光具有波粒二象性是指：既可以把光看成宏观概念上的波，也可以看成微观概念上的粒子
C．光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光电效应说明光具有粒子性
D．光的波粒二象性是将牛顿的波动说和惠更斯的粒子说真正有机地统一起来的
8．关于光的波粒二象性的说法中，正确的是()
A．一束传播的光，有的光是波，有的光是粒子
B．光子与电子是同样的一种粒子，光波与机械波是同样的一种波
C．光的波动性是由于光子间的相互作用而形成的
D．光是一种波，同时也是一种粒子，光子说并未否定电磁说，在光子能量ε＝hν中，频率ν仍表示的是波的特性
3．关于物质波，下列说法正确的是()
A．电子衍射图样证明了物质波的正确性
B．粒子的动量越大，其波动性越易观察
C．粒子的动量越小，其波动性越易观察
D．电子衍射图样中电子束物质波的波长与金属晶格大小可以比拟
9．关于物质波，下列说法正确的是()
A．速度相等的电子和质子，电子的波长长
B．动能相等的电子和质子，电子的波长短
C．动量相等的电子和中子，中子的波长短
D．甲电子速度是乙电子的3倍，甲电子的波长也是乙电子的3倍
过关训练题
1．在历史上，最早证明了德布罗意波存在的实验是() A．弱光衍射实验B．电子束在晶体上的衍射实验
C．弱光干涉实验D．以上都不正确
2．下列关于物质波的说法中正确的是() A．实物粒子具有粒子性，在任何条件下都不可能表现出波动性
B．宏观物体不存在对应波的波长
C．电子在任何条件下都能表现出波动性
D．微观粒子在一定条件下能表现出波动性
3．下列说法中正确的是() A．光的波粒二象性学说就是牛顿的微粒说加上惠更斯的波动说组成的
B．光的波粒二象性彻底推翻了麦克斯韦的电磁理论
C．光子说并没有否定电磁说，在光子的能量ε＝hν中，ν表示波的特性，ε表示粒子的特性
D．光波不同于宏观观念中那种连续的波
4．下列说法中正确的是() A．质量大的物体，其德布罗意波长小
B．速度大的物体，其德布罗意波长小
C．动量大的物体，其德布罗意波长小
D．动能大的物体，其德布罗意波长小
5．下列物理实验中，能说明粒子具有波动性的是() A．通过研究金属的遏止电压与入射光频率的关系，证明了爱因斯坦光电效应方程的正确性
B．通过测试多种物质对X射线的散射，发现散射射线中有波长变大的成分
C．通过电子双缝实验，发现电子的干涉现象
D．利用晶体做电子束衍射实验，证实了电子的波动性
6．利用金属晶格(大小约10－10 m)作为障碍物观察电子的衍射图样，方法是使电子通过电场加速后，让电子束照射到金属晶格上，从而得到电子的衍射图样．已知电子质量为m，电荷量为e，初速度为0，加速电压为U，普郎克常量为h，则下列说法中正确的是() A．该实验说明了电子具有波动性
B．实验中电子束的德布罗意波长为λ＝
h
2meU
C．加速电压U越大，电子的衍射现象越明显
D．若用相同动能的质子替代电子，衍射现象将更加明显。