粤教版高中物理选修3-5课时练习第二章第五节德布罗意波

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物理粤教版选修3-5课后集训：第二章5.德布罗意波含解析精品

课后集训基础达标1.关于电子云下列说法正确的是( )A.电子云是真实存在的实体B.电子云周围的小黑点就是电子的真实位置C.电子云上的小黑点表示的是电子的概率分布D.电子云说明电子在绕原子核运动时有固定轨道解析：由电子云的定义我们知道，电子云不是一种稳定的概率分布，在历史上，人们常用小圆点表示这种概率，小圆点的密疏代表电子在这一位置出现的概率大小，故只有C 项正确. 答案：C2.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.以上都不正确解析：根据课本知识，我们知道，最早证明德布罗意波假说的是电子束在晶体上的衍射实验.故B 项正确.答案：B3.电子显微镜的最高分辨率高达0.2 nm,如果有人制造出质子显微镜，在加速到相同速度的情况下，质子显微镜的最高分辨率将( )A.小于0.2 nmB.大于0.2 nmC.等于0.2 nmD.以上说法均不正确解析：电子显微镜是以利用电子的波动性为工作原理，其分辨率与电子的德布罗意波波长成反比，物质波的波长与实物粒子的动量有关，即λ=ph .在同样速度的情况下，由于质子的质量大，故其物质波波长短，质子显微镜的分辨率要高于电子显微镜的分辨率.答案：A4.(2005江苏高考，6)在中子衍射技术中，常利用热中子研究晶体的结构，因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距相近，已知中子质量m=1.67×10-27 kg,普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,可以估算德布罗意波长λ=1.82×10-10 m 的热中子动能的数量级为( )A.10-17 JB.10-18 JC.10-21 JD.10-24 J解析：由德布罗意波波长公式λ=ph 得：中子的动量p=10341082.11063.6--⨯⨯=λh kg·m·s -1=3.64×10-24 kg·m·s -1,所以中子的动能为E k =J m p 2722421067.12)1064.3(2--⨯⨯⨯==3.9×10-21 J. 答案：C5.电子在电视显像管中运动时为何作微观粒子处理？解析：设电子运动速率v=105 m/s ，速率的不确定范围Δv=10 m/s.已知p=mv>>m Δv=Δp而Δx=10101.91063.63134⨯⨯⨯=∆--v m h =7.4×10-5 m 电子运动范围（显像管尺寸）L≈0.1 m,可见p>>Δp,L>>Δx 或p>>Δp,L>>λ(λ=ph =7.4 nm) 电子运动范围（原子的大小）L —10-10 m ，不满足L>>Δx ，此时电子只能作微观粒子处理. 答案：见解析.综合运用6.试估算质量为1 000 kg 的汽车，以10 m/s 运动时的德布罗意波的波长.解析：汽车运动时的动量p=mv=1 000×10=104 kg·m·s -1根据德布罗意波波长计算公式有：λ=434101063.6-⨯=p h m=6.63×10-38 m. 答案：6.63×10-38 m7.金属晶体中晶格大小的数量级为10-10 m ，电子经加速电场加速，形成一电子束，电子束照射该金属晶体时，获得明显的衍射图象，则这个加速度电场的电压约为多少？解析：当电子运动的德布罗意波波长与晶格大小差不多时，可以得到明显的衍射图样，由此，可以估算加速电场的电压.设加速电场的电压为U ，则电子加速动能E k =eU,而电子的动量p=e k m E 2电子的德布罗意波长λ=e k m E h p h 2=加速电压U=V em h e 311921023422101.9106.1)10(2)1063.6(2----⨯⨯⨯⨯⨯⨯=λ=1.5×102 V. 答案：1.5×102 V8.爱因斯坦的相对论指出，物体的能量和质量之间存在一个定量关系：E=mc 2,其中c 为光在真空中的速度.计算频率为ν=5×1014 Hz,光子具有的动量是多少.若一电子的动量与该光子相同，该电子的运动速度是多少？该电子物质波的波长λe 是多少？解析：根据光子说，光子的能量E=hν=mc 2,故得动量 p=mc=814341031051063.6⨯⨯⨯⨯=-c hv kg·m·s -1=1.1×10-27 kg·m·s -1. 设电子质量为m e ,速度为v e ,动量为p e ,则p e =m e v e ,依题p e =p,则电子的速度大小为 v=s m m p m p e e e /101.9101.13127--⨯⨯===1.2×103 m/s. 该电子物质波的波长为λe =m p h e 2734100.11063.6--⨯⨯==6.0×10-7 m. 答案：1.1×10-27 kg·m·s -1 1.2×103 m/s 6.0×10-7 m.拓展探究9.光具有波粒二象性，光子的能量E=hν,其中频率表征波的特征，在爱因斯坦提出光子说之后，法国物理学家德布罗意提出了光子动量p 与光波波长λ的关系为：p=λh.若某激光管以P W =60 W 的功率发射波长λ=6.63×10-7 m 的光束，试根据上述理论计算.（1）试管在1 s 内发射出多少个光子？（2）若光束全部被某黑体表面吸收，那么该黑体表面所受到光束对它的作用力F 为多大. 解析：（1）设在时间Δt 内发射出的光子数为n ，光子频率为ν,每一个光子的能量E=hν,则P W =t nhv ∆,又ν=λc ,则n=hct P W λ∆,将Δt=1 s 代入上式，得： n=83491031063.61066360⨯⨯⨯⨯⨯=--hc P W λ=2.0×1020(个). （2）在时间Δt 内激光管发射出的光子全部被黑体表面吸收，光子的末动量变为零，据题中信息可知，n 个光子的总动量为p 总=np=λnh ，据动量定理可知F Δt=p 总，黑体表面对光子束的作用力为F=cP v t nhv t p W =∆=∆λ总=2.0×10-7 N 又据牛顿第三定律，光子束对黑体表面的作用力为F′=F=2.0×10-7 N答案：(1)2.0×1020 个 (2)2.0×10-7 N。

2018-2019学年粤教版选修3-5第二章第五节德布罗意波课件(33张)

答案
[知识梳理] 1.粒子的波动性 (1)任何一个运动着的实物粒子都和一个波相对应，这种波称为德布罗意波，也称为物质波 .
h (2)德布罗意波波长与动量之间的关系为λ＝ p .
(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波长太小的缘故. ，
2.物质波的实验验证：电子衍射
第二章波粒二象性
第五节德布罗意波
[学习目标]
1.了解物质波的概念，知道实物粒子具有波粒二象性.
2.了解电子衍射实验及对德布罗意波假说的证明.
3.了解什么是电子云，知道物质波也是一种概率波.
4.了解不确定性关系及对一些现象的解释.
内容索引
知识探究
新知探究点点落空
题型探究
重点难点各个击破
达标检测
[即学即用] 判断下列说法的正误. (1)一切实物粒子都伴随一种波，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.( √ )
答案
二、电子云
当原子处于稳定状态时，电子会形成一个稳定的概率分布，概率大的地方小圆点密一些，概率小的地方小圆点疏一些.这样的概率分布图称为电子云.这也说明，德布罗意波是一种概率波.
解析
答案
例2
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) 答案 3.97×10－10 m 6.63×10－35 m
解析
答案
归纳总结
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.

粤教版高中物理选修(3-5)2.5《德布罗意波》word规范训练

第五节德布罗意波(时间：60分钟)知识点一物质波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．以上选项都不正确解析根据课本知识我们知道，在历史上，最早证明德布罗意波假说的是电子束在晶体上的衍射实验，故B正确．答案 B2．(双选)关于物质波，以下说法正确的是()．A．任何运动物体都具有波动性B．湖面上形成的水波就是物质波C．通常情况下，质子比电子的波长长D．核外电子绕核运动时，并没有确定的轨道解析任何运动物体都具有波动性，选项A正确；湖面上形成的水波是机械波而不是物质波，选项B错误；电子的动量比质子的动量往往要小一些，由λ＝hp知，电子的德布罗意波波长要长，选项C错误；由于电子的波动性，核外电子绕核运动不可能有确定的轨道，选项D正确．答案AD3．(双选)关于物质波，以下说法中正确的是()．A．任何一个物体都有一种波与之对应B．抖动细绳一端，绳上的波就是物质波C．动能相等的质子和电子相比，质子的物质波波长短D．宏观物体不会发生明显的衍射或干涉现象，所以没有物质波解析由德布罗意假设可知，任何一个运动着的物体都有一种波与之对应，故A对；绳上的波是机械波，B错；动能相等时，由p＝2mE k得质子动量大些，由λ＝hp知质子物质波波长短，C对；宏观物质波波长太短，难以观测，但具有物质波，D错．答案AC4．(双选)下列关于物质波的说法中正确的是()．A．实物粒子与光子一样都具有波粒二象性，所以实物粒子与光子是本质相同的物体B．物质波和光波都是概率波C．粒子的动量越大，其波动性越易观察D．粒子的动量越小，其波动性越易观察解析实物粒子虽然与光子具有某些相同的现象，但实物粒子是实物，而光则是传播着的电磁波，其本质不同；物质波和光波都是概率波；又由λ＝h p可知，p越小，λ越大，波动性越明显，正确选项为B、D.答案BD5．(双选)关于物质波，下列认识中错误的是()．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．宏观物体尽管可以看作物质波，但它们不具有干涉、衍射等现象解析由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，可见，A选项是正确的；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选项是正确的；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，故C选项正确．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．综合以上分析知，本题应选B、D.答案BD知识点二不确定性关系6．(双选)以下说法正确的是()．A．微观粒子不能用“轨道”观点来描述粒子的运动B．微观粒子能用“轨道”观点来描述粒子的运动C．微观粒子位置不能精确确定D．微观粒子位置能精确确定解析微观粒子的动量和位置是不能同时确定的，这也就决定了不能用“轨道”的观点来描述粒子的运动(轨道上运动的粒子在某时刻具有确定的位置和动量)．故A正确．由微观粒子的波粒二象性可知微观粒子位置不能精确确定，故C正确．答案AC7．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确定的关系解析由不确定关系的定义分析可知C选项正确，其他三个选项只说明了基本的某个方面，而没有对不确定性关系作进一步的认识，故都不正确．答案 C8．(双选)关于不确定性关系ΔxΔp≥h4π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本题主要考查对不确定性关系ΔxΔp≥h4π的理解，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，对宏观世界的影响不可忽略，故C、D正确．答案CD9．电子显微镜的最高分辨率高达0.2 nm，如果有人制造出质子显微镜，在加速到相同速度的情况下，质子显微镜的最高分辨率将()．A．小于0.2 nm B．大于0.2 nmC．等于0.2 nm D．以上说法均不正确解析电子显微镜是以利用电子的波动性为工作原理的仪器，其分辨率与电子的德布罗意波的波长成反比，物质波的波长与实物粒子的动量有关，即λ＝hp.在同样速度的情况下，由于质子的质量大，故其物质波的波长短，质子显微镜的分辨率要高于电子显微镜的分辨率．答案 B10．光通过单缝所发生的现象，用位置和动量的不确定性关系的观点加以解释，不正确的是()．A．单缝宽，光是沿直线传播，这是因为单缝宽，位置不确定量Δx大，动量不确定量Δp小，可以忽略B．当能发生衍射现象时，动量不确定量Δp就不能忽略C．单缝越窄，中央亮纹越宽，是因为位置不确定量越小，动量不确定量越大的缘故D．以上解释都是不对的解析由不确定性关系ΔxΔp≥h4π可知A、B、C选项都正确．答案 D11．在中子衍射技术中，常利用热中子研究晶体的结构，因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距相近．已知中子质量m＝1.67×10－27kg，可以估算德布罗意波长λ＝1.82×10－10m的热中子的动能的数量级为()．A．10－17J B．10－19JC．10－21J D．10－24J解析德布罗意波理论中子动量p＝hλ，中子动能E k＝p22m＝h22mλ2，代入数据可估算出数量级10－21J.答案 C12．(双选)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解析由于微观粒子的运动具有位置和动量的不确定性，所以不能同时将位置和动量都精确测定，由ΔxΔp≥h4π知，如果Δx测量精度提高，即Δx减小，则Δp增大，Δp的精度就下降，A正确、B错误；Δx和Δp的测量精度与测量仪器和测量方法是否完备无关，C错误、D正确．答案AD13．下表列出了几种不同物体在某种速度下的德布罗意波长和频率为1 MHz的无线电波的波长，由表中数据可判断错误的为().B．无线电波通常情况下只表现出波动性C．电子照射到金属晶体上能观察到波动性D．只有可见光才有波动性解析因为弹子球的波长太小，要在现在科技水平下测量是不可能的，故A 选项正确．因为无线电波的波长很大，相对其他的电磁波频率较小，通常情况下主要表现出波动性，B选项正确．电子照射到金属晶体上能发生衍射现象，得到衍射图样，可以观察到其波动性，C选项正确．所有的光包括可见光和不可见光，都具有波动性和粒子性，即波粒二象性，故D选项错误．答案 D14．金属晶体中晶格大小的数量级是10－10m.电子经加速电场加速，形成一电子束，电子束照射该金属晶体时，获得明显的衍射图样．问这个加速电场的电压约为多少？(已知电子的电荷量为e＝1.6×10－19C，质量为m＝0.90×10－30kg)解析据波发生明显衍射的条件可知，当运动电子的德布罗意波波长与晶格大小差不多时，可以得到明显的衍射现象．设加速电场的电压为U，电子经电场加速后获得的速度为v，对加速过程由动能定理得eU＝12m v2 ①据德布罗意物质波理论知，电子的德布罗意波长λ＝hp，②其中p＝m v，③解①②③方程组可得U＝h22emλ2＝153 V.答案153 V。

高中物理(粤教版选修3-5)教师用书：第2章第5节德布罗意波含答案

学习目标知识脉络1.知道实物粒子具有波动性．2．知道光波和物质波都是概率波．3．理解德布罗意波，会解释相关现象．(重点、难点)4．知道电子云，了解“不确定性关系”的具体含义.德布罗意波假说及电子衍射[先填空]1．德布罗意波：任何一个实物粒子都和一个波相对应，这种波后来被称为德布罗意波，也称为物质波．2．波长与动量关系：λ＝.3．电子衍射：电子束在晶体上反射可能发生衍射．[再判断]1．电子衍射的发现证明了德布罗意波假说．(√)2．电子不仅会发生衍射，还会发生干涉．(√)3．包括光子在内的一切微观粒子都具有波粒二象性，而实物粒子不具有波粒二象性．(×)[后思考]既然德布罗意提出了物质波的概念，为什么我们生活中却体会不到？【提示】平时所见的宏观物体的质量比微观粒子的质量大得多，运动的动量很大，由λ＝可知，它们对应的物质波波长很小，因此，无法观察到它们的波动性．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，不要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．1．下列说法中正确的是( )【导学号：55272058】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，任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波和它对应，这种波叫物质波D．宏观物体运动时，看不到它的衍射或干涉现象，因此宏观物体运动时不具有波动性【解析】物质波是一切运动着的物体所具有的波，与机械波性质不同，A错误；宏观物体也具有波动性，只是干涉、衍射现象不明显，看不出来，B、D错误；德布罗意认为，任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波和它对应，这种波叫物质波，C正确．【答案】C2．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长？(中子的质量为1.67×10－27 kg)【解析】中子的动量为p1＝m1v，子弹的动量为p2＝m2v，据λ＝知中子和子弹的德布罗意波的波长分别为λ1＝，λ2＝hp2联立以上各式解得：λ1＝，λ2＝hm2v将m1＝1.67×10－27 kg，v＝1×103 m/s，h＝6.63×10－34 J·s，m2＝1.0×10－2 kg代入上面两式可解得λ1＝4.0×10－10 m，λ2＝6.63×10－35 m.【答案】 4.0×10－10 m 6.63×10－35 m宏观物体波动性的三点提醒1．一切运动着的物体都具有波动性，宏观物体观察不到其波动性，但并不否定其波动性．2．要注意大量光子、个别光子、宏观物体、微观粒子等相关概念的区别．3．在宏观世界中，波与粒子是对立的概念；在微观世界中，波与粒子可以统一．电子云和不确定性关系[先填空]1．电子云：原子中的电子在原子核的周围运动，在空间各点出现的概率是不同的，当原子处于稳定状态时，电子会形成一个稳定的概率分布．由于历史上的原因，人们常用一些小圆点来表示这种概率分布，概率大的地方小圆点密一些，概率小的地方小圆点疏一些，这样的概率分布图称为电子云．2．不确定性关系：用Δx表示微观粒子位置的不确定性，用Δp 表示微观粒子动量的不确定性，则两者之间的关系为ΔxΔp≥，即不确定性关系．它意味着微观粒子的坐标和动量不可能同时完全精确地确定．[再判断]1．在讨论微观粒子的运动时，只能给出微观粒子在空间各点出现的概率分布，无法给出微观粒子运行的轨迹．(√)2．微观粒子运动的状态，不能像宏观物体的运动那样通过确定的轨迹来描述，而是只能通过概率波作统计性的描述．(√) 3．改进测量技术，不确定性关系可以确定，微观粒子的坐标和动量可以同时确定．(×)[后思考]对微观粒子的运动分析能不能用“轨迹”来描述？【提示】不能．微观粒子的运动遵循不确定关系，也就是说，要准确确定粒子的位置，动量(或速度)的不确定量就更大；反之，要准确确定粒子的动量(或速度)，位置的不确定量就更大，也就是说不可能同时准确地知道粒子的位置和动量．因而不可能用“轨迹”来描述微观粒子的运动．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．3．位置和动量的不确定性关系：ΔxΔp≥h4π由ΔxΔp≥可以知道，在微观领域，要准确地确定粒子的位置，动量的不确定性就更大；反之，要准确地确定粒子的动量，那么位置的不确定性就更大．4．微观粒子的运动没有特定的轨道：由不确定关系ΔxΔp≥可知，微观粒子的位置和动量是不能同时被确定的，这也就决定了不能用“轨迹”的观点来描述粒子的运动．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．3．对不确定性关系ΔxΔp≥有以下几种理解，其中正确的是( )【导学号：55272059】A．微观粒子的动量不可能确定B．微观粒子的坐标不可能确定C．微观粒子的动量和坐标不可能同时确定D．不确定性关系仅适用于电子和光子等微观粒子，不适用于其他宏观物体【解析】不确定性关系ΔxΔp≥表示确定位置、动量的精确度互相制约，此长彼消，当粒子位置的不确定性变小时，粒子动量的不确定性变大；当粒子位置的不确定性变大时，粒子动量的不确定性变小，故不能同时准确确定粒子的动量和坐标．不确定性关系也适用于其他宏观物体，不过这些不确定量微乎其微．【答案】C4．已知＝5.3×10－35 J·s，试求下列情况中速度测定的不确定量．(1)一个球的质量m＝1.0 kg，测定其位置的不确定量为10－6 m；(2)电子的质量me＝9.0×10－31 kg，测定其位置的不确定量为10－10 m(即在原子的数量级)．【解析】(1)m＝1.0 kg，Δx1＝10－6 m，由ΔxΔp≥，Δp＝mΔv知Δv1≥h4πΔx1m＝m/s＝5.3×10－29 m/s.(2)me＝9.0×10－31 kg，Δx2＝10－10 mΔv2≥＝ m/s＝5.89×105 m/s.【答案】(1)5.3×10－29 m/s (2)5.89×105 m/s对不确定性关系的两点提醒1．不确定性关系ΔxΔp≥是自然界的普遍规律，对微观世界的影响显著，对宏观世界的影响可忽略不计．也就是说，宏观世界中的物体质量较大，位置和速度的不确定范围较小，可同时较精确测出物体的位置和动量．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了．。

16-17物理粤教版选修3-5 第二章第五节德布罗意波课件精品

2．德布罗意波和光波一样，也是概率波，即实物粒子在空间各处出现的概率受波动规律支配．微观粒子的运动状态不可能用“轨迹”来描述，只能通过大量粒子的运动做统计性的描述．因此电子在原子内没有确定的值，在原子核外任何地方都有可能出现，只是概率不同．用点的疏密描绘出来就是电子云． 3．根据德布罗意波假说，实物粒子也具有波粒二象性，宏观物体的动量比较大，所以德布罗意波波长很短，波动性不明显．微观粒子的德布罗意波波长较长，在一些特定环境下可以观察到他们的干涉和衍射等波的现象．
方法总结本题考查德布罗意波波长计算．一般先求出动量，再由公式 λ＝hp求德布罗意长．注意将各物理量统一采用国际制单位．
1．(2013·高考江苏卷改编)如果一个电子的德布罗意波长和一
个中子的相等，则它们的____C____也相等．
A．速度
B．动能
C．动量
D．质量
解析：根据 λ＝hp，知电子和中子的动量大小相等，选项 C 正确．
[想一想] 2.“在微观物理学中，由于我们不可能同时准确地知道某个粒子的位置和动量，粒子出现的位置是无规律可循的．”你认为呢？提示：虽然我们不可能同时准确地知道某个粒子的位置和动量，但粒子的运动却有规律可循，那就是统计规律，比如，衍射的亮斑位置就是粒子出现概率大的位置．
理解德布罗意波
1．德布罗意认为：任何一个运动的物体，小的如电子、质子，大的如行星、太阳，平时所见到的行驶的火车、流动的人群等，都有一种波与之对应，称为德布罗意波，也叫物质波．物质波的动量与波长之间的关系为 p＝hλ.
理解不确定性关系
1．微观世界中，粒子的位置和动量存在不确定性．以光的衍射为例，如图是光的衍射原理图．实验发现：狭缝 a 越窄，中央的亮条纹 b 越宽，即光子与原来运动方向垂直的动量越大；也就是说，位置测量结果越精确，动量的测量误差就越大；位置的不确定范围和动量的不确定范围的关系是：ΔxΔp≥4hπ.

2013-2014学年高二物理粤教版选修3-5同步课件：第2章-第5节-德布罗意波(30张ppt)

动量的不确定范围Δp＝0.01%×p＝1.0×10－4×1.8×10－28 kg·m/s＝1.8×10－32 kg·m/s
由不确定关系式，得电子位置的不确定范围 Δx＝ 4πh·Δp＝4×36.1.643××11.80×－3410－32 m≈2.9×10－3 m.
回答是否定的．光子的运动具有不确定性．这节课我们就来学习有关知识．
一、德布罗意波假说 1．德布罗意提出一个大胆假设：任何一个_实__物__粒__子_都和 __一__个__波__相对应，这种波称为德布罗意波，也叫物质波． 2．德布罗意波的波长计算公式： _λ_＝__hp____.
二、电子衍射
美国工程师戴维孙和英国物理学家汤姆生发现了电子在 ___晶__体___上的衍射图样，证明德布罗意假说的正确性．这有力地证明了实物粒子也具有___波__动___性．
λ＝hp＝mh1v1＝4560.6×3×101－03×－3410 m ≈1.47×10－34 m
电子经电场加速后，速度增加为v2，根据动能定理
1
2 mv2＝eU
p2＝m2v2＝ 2m2eU 该电子的德布罗意波长λ＝＝h 1.2×10－10 m.
p
答案：1.47×10－34 m, 1.2×10－10 m
解析：机械振动在介质中的传播形成的波叫做机械波．故 A错. 任何一个实物粒子都和一个波相对应，这种波称为物质波，又叫德布罗意波．不是宏观物体形成的波就叫机械波，而微观物体形成的波就叫微波，B错．物质波是概率波，而光波也是， D错．
答案：C
5．电子的运动受波动性的支配，对氢原子的核外电子，下列说法错误的是( )
课堂训练 1．下列关于物质波的认识，错误的是( ) 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．物质波是一种概率波

物理粤教版选修3-5素材：课堂互动第二章5.德布罗意波

课堂互动三点剖析一、德布罗意波德布罗意波也称为“物质波”或“实物波”，是对微观粒子所具有的波动性的描述，是由法国物理学家德布罗意在1924年首先提出的.他把当时已发现的关于波粒二象性这一事实加以推广，提出一切微观粒子也都具有波粒二象性的论点.他认为19世纪在对光的研究上，只重视光的波动性，忽视了光的微粒性；而在对实体的研究上则过分重视了实体的微粒性，而忽略了实体的波动性.因此他提出了微观粒子也具有波动性的假设，德布罗意把粒子和波通过下面的关系联系起来，粒子的能量E 和动量p 与平面波的频率ν和波长λ之间的关系正像光子与光波的关系一样，即ν=h E ，λ=ph 且平面波沿着粒子运动方向传播（h 为普朗克常量）.电子衍射实验完全证实了物质波的存在，它成为建立量子力学的重要基础之一.二、电子的衍射和电子云1.电子的衍射1927年美国工程师戴维孙获得了电子束在晶体上的衍射图样.同时英国物理学家汤姆生也独立地完成了这一实验，从而证明了实物粒子也具有波动性.2.电子云描写原子或分子中电子在原子核外围各区域出现的几率的状况时，为直观起见，把电子的这种几率分布状况用图象表示时，以不同的浓淡程度代表几率的大小，这种图象所显示的结果，如电子在原子核周围形成云雾，故称“电子云”.在距原子核很远的地方，电子出现的几率几乎等于零，意味着不可能在那里发现电子；有些非常靠近核的区域，其几率也是零，也是无法发现电子的区域.三、不确定性关系微观粒子既具有波动性又具有粒子性，这个事实表明运用经典概念处理微观粒子的运动问题，其有效性是有一定限度的.1927年春，海森堡在哥本哈根玻尔研究所看到云室中的电子轨迹是那么粗大，而电子本身并没有那么大，便思索如何解释云室中的电子轨迹问题.他觉得也许是电子的位置具有某种不确定性？经过分析发现，微观粒子的动量和位置坐标不能同时准确地确定，它们的不确定量的乘积，约为普朗克常量的数量级，量子力学的严格证明给出Δx·Δp x ≥h4π，式中Δx 表示粒子在x 方向上的位置的不确定范围，Δp x 表示在x 方向上动量的不确定范围，其乘积不得小于一个常数h4π，h 为普朗克常数.上式称为不确定关系或不确定原理，它是自然界的客观规律，是量子理论中的一个基本原理.各个击破【例1】以下说法正确的是（）A.物体都具有波动性B.抖动细绳一端，绳上的波就是物质波C.通常情况下，质子比电子的波长长D.核外电子绕核运动时，并没有确定的轨道解析：任何物体都具有波动性，故A 项对，对宏观物体而言，其波动性难以观测，我们所看到的绳波是机械波，不是物质波，故B 项错.电子的动量往往比质子的动量小，由λ=ph 知，电子的波长长，故C 项错. 核外电子绕核运动的规律是概率问题，无确定的轨道，故D 项对.答案：AD类题演练1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长？（中子的质量为1.67×10-27kg ）解析：中子的动量为p 1=m 1v,子弹的动量为p 2=m 2v,据λ=ph 知中子和子弹的德布罗意波长分别为λ1=1p h ,λ2=2p h . 联立以上各式解得λ1=v m h 1,λ2=v m h 2 将m 1=1.67×10-27 kg,v=1×103 m/s,h=6.63×10-34 J·s,m 2=1.0×10-2 kg代入上面两式可解得λ1=4.0×10-10 m ,λ2=6.63×10-35 m.答案：4.0×10-10 m 6.63×10-35 m【例2】说一说你对“电子云”的理解.解析：电子云是一种形象化的比喻.电子在原子核外空间的某区域内出现，好像带负电荷的云笼罩在原子核的周围，人们形象地称它为电子云.电子是一种微观粒子，在原子如此小的空间（直径约10-10米）内做高速运动.核外电子的运动与宏观物体运动不同，没有确定的方向和轨迹，只能用电子云描述它在原子核外空间某处出现机会的大小.答案：见“解析”.类题演练2原子中电子运动是不是存在“轨道”？解析：设电子的动能E k =10 eV ，电子运动速度，v=m E k 2=106 m·s -1 速度的不确定度Δv=xm h m p ∆≥∆≈106 m·s -1 Δv —v 轨道概念不适用！答案：不存在.【例3】人们能准确预知单个粒子的运动情况吗？解析：由Δx·Δp ≥π4h 可知，我们不能准确知道单个粒子的实际运动情况，但可以知道大量粒子运动时的统计规律.当粒子数很少时，我们不能预言粒子通过挡板上的狭缝后落在屏上的什么位置，但可以准确地知道粒子落在屏上某点的概率；概率大的位置正好是某种波通过狭缝发生衍射时产生亮条纹的位置.答案：见“解析”.类题演练3质量为10 g 的子弹，以300 m/s 的速度射向靶子，试计算此子弹位置不确定性的范围.（其动量的不确定范围为0.02 %）解析：Δp x =mv×0.02%=10×10-3×300×0.02×10-2 N·m·s -1=6×10-4 N·m·s -1由Δx·Δp x ≥π4h 知，位置的不确定性的范围是Δx≥43410614.341063.64--⨯⨯⨯⨯=∆∙p h πm=9×10-28 m . 答案：大于等于9×10-28 m。

2019-2020学年度粤教版高中物理选修3-5第二章波粒二象性第05节德布罗意波复习特训五十七

2019-2020学年度粤教版高中物理选修3-5第二章波粒二象性第05节德布罗意波复习特训五十七第1题【单选题】关于下列四幅图说法不正确的是( )A、原子中的电子绕原子核高速运转时，运行轨道的半径可以是任意的B、光电效应实验说明了光具有粒子性C、电子束通过铝箔时的衍射图样证实了电子具有波动性D、发现少数α粒子发生了较大偏转，说明原子的质量绝大部分集中在很小空间范围【答案】：【解析】：第2题【单选题】下列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、大量光子的行为往往显示出粒子性【答案】：【解析】：第3题【单选题】若某个质子的动能与某个氦核的动能相等，则这两个粒子的德布罗意波长之比( )A、1：2B、2：1C、1：4D、4：1【答案】：【解析】：第4题【单选题】下列说法正确的是( )A、卢瑟福通过有误粒子散射实验提出了原子的核式结构模型B、结合能越大，原子核结构一定越稳定C、如果使用某种频率的光不能使某金属发生光电效应，则需增大入射光的光照强度才行D、发生β衰变时，元素原子核的质量数不变，电荷数增加3【答案】：【解析】：第5题【单选题】下列说法不正确的是( )A、黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关B、康普顿效应揭示了光的粒子性的一面C、光具有波动性是由于光子之间相互作用引起的D、光具有波粒二象性【答案】：【解析】：第6题【单选题】下列说法中正确的是( )A、电子具有波动性，属于一种概率波B、电磁波以机械振动的形式传播C、光的偏振现象表明光是一种纵波D、超声波可以在真空中传播【答案】：【解析】：第7题【单选题】下列说法正确的是( )A、光波是概率波，物质波是机械波B、微观粒子的动量和位置的不确定量同时变大，同时变小C、普朗克的量子化假设是为了解释光电效应而提出的D、光和电子、质子等实物粒子都具有波粒二象性【答案】：【解析】：第8题【单选题】以下说法中正确的是( )A、光波是概率波，物质波不是概率波B、实物粒子不具有波动性C、实物粒子也具有波动性，只是不明显D、光的波动性是光子之间相互作用引起的【答案】：【解析】：第9题【多选题】下列说法正确的是( )A、康普顿效应表明光子只具有能量，不具有动量B、爱因斯坦在光的粒子性的基础上，建立了光电效应方程C、德布罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越长D、卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型【答案】：【解析】：第10题【填空题】原子核的半径为10^－^15m ，则核内质子的动量不确定范围Δp≥______kg·m/s；如果电子被限制在核内，那么电子的动量不确定范围Δp≥______kg·m/s。

2019年精选粤教版高中选修3-5物理第二章波粒二象性第05节德布罗意波课后练习-含答案解析第八十九篇

2019年精选粤教版高中选修3-5物理第二章波粒二象性第05节德布罗意波课后练习-含答案解析第八十九篇第1题【单选题】下列说法不正确的有( )A、普朗克曾经大胆假设：振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍，这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子B、α粒子散射实验中少数α粒子发生了较大偏转，这是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据之一C、由玻尔理论可知，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要辐射一定频率的光子，同时电子的动能减小，电势能增大D、在光电效应实验中，用同种频率的光照射不同的金属表面，从金属表面逸出的光电子的最大初动能Ek越大，则这种金属的逸出功W0越小【答案】：【解析】：第2题【单选题】电子的运动受波动性的支配，对氢原子的核外电子，下列说法不正确的是( )A、电子绕核运动的“轨道”其实是没有意义的B、电子轨道只不过是电子出现的概率比较大的位置C、电子绕核运动时电子边运动边振动D、电子在核外的位置是不确定的【答案】：【解析】：第3题【单选题】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【答案】：【解析】：第4题【单选题】下列说法中正确的是( )A、黑体热辐射强度与波长有关，温度升高，各种波长的辐射都有增加，且辐射强度的极大值向波长较长的方向移动．普朗克在对黑体辐射的研究时，提出了光子的假说B、大量的电子通过双缝后在屏上能形成明暗相间的条纹，这表明所有的电子都落在明条纹处C、电子和其他微观粒子，都具有波粒二象性D、光波是一种概率波．光的波动性是由于光子之间的相互作用引起的，这是光子自身的固有性质【答案】：【解析】：第5题【单选题】下列说法正确的是( )A、卢瑟福通过有误粒子散射实验提出了原子的核式结构模型B、结合能越大，原子核结构一定越稳定C、如果使用某种频率的光不能使某金属发生光电效应，则需增大入射光的光照强度才行D、发生β衰变时，元素原子核的质量数不变，电荷数增加3【答案】：【解析】：第6题【单选题】以下说法符合物理学史的是( )A、普朗克引入能量子的概念，得出黑体辐射的强度按波长分布的公式，与实验符合得非常好，并由此开创了物理学的新纪元B、康普顿效应表明光子具有能量C、德布罗意把光的波粒二象性推广到实物粒子，认为实物粒子也只具有粒子性D、汤姆逊通过α粒子散射实验，提出了原子具有核式结构。

物理粤教版选修3-5素材：课前预习第二章5.德布罗意波

第五节德布罗意波
课前预习
情景导入
光的波粒二象性理论告诉我们：光既是电磁波，又是光子，这表明场和实物并非泾渭分明.那么，电子、质子、中子，甚至原子、分子、物体是否也具有波动性？
图2-5-1德布罗意
简答：1924年，德布罗意推想：自然在许多方面是对称的，“波粒共存的观念可以推广到所有粒子”.既然光具有波粒二象性，则实物粒子或许也有这种二象性，在这样的推想下，德布罗意提出假设：实物粒子和光一样，也具有波粒二象性.
知识预览
⎪⎪⎪⎩
⎪⎪⎪⎨⎧≥∆∆=πλ4::::h P x p h 不确定关系电子的衍射和电子云证实物质波的波长一种波相对应任何一个实物粒子都和物质波波意罗布德。

2018-2019物理新同步套餐粤教版选修3-5练习：第2章第5节德布罗意波学业分层测评7

学业分层测评(七)(建议用时：45分钟)[学业达标]1．(多选)有关经典物理学中的粒子，下列说法正确的是()A．有一定的大小，但没有一定的质量B．有一定的质量，但没有一定的大小C．既有一定的大小，又有一定的质量D．有的粒子还有电荷【解析】根据经典物理学关于粒子的理论定义得C、D正确．【答案】CD2．(多选)关于经典波的特征，下列说法正确的是()【导学号：55272060】A．具有一定的频率，但没有固定的波长B．具有一定的波长，但没有固定的频率C．既具有一定的频率，也具有固定的波长D．同时还具有周期性【解析】根据经典波的定义和特点进行分析可以得到C、D正确．【答案】CD3．在单缝衍射实验中，从微观粒子运动的不确定关系可知()A．可能准确地知道单个粒子的运动情况B．缝越窄，粒子位置的不确定性越大C．缝越宽，粒子位置的不确定性越大D．缝越窄，粒子动量的不确定性越小【解析】由不确定性关系ΔxΔp≥h4π知缝宽时，位置不确定性越大，则动量的不确定性越小，反之亦然，因此选项C正确．【答案】 C4．1927年戴维孙和革末完成了电子衍射实验，该实验是荣获诺贝尔奖的重大近代物理实验之一．如图2-5-1所示的是该实验装置的简化图，下列说法不正确的是()【导学号：55272061】图2-5-1A．亮条纹是电子到达概率大的地方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】亮条纹是电子到达概率大的地方，该实验说明物质波理论是正确的及实物粒子具有波动性，该实验不能说明光子具有波动性，选项C说法不正确．【答案】 C5．对于微观粒子的运动，下列说法中正确的是()A．不受外力作用时光子就会做匀速运动B．光子受到恒定外力作用时就会做匀变速运动C．只要知道电子的初速度和所受外力，就可以确定其任意时刻的速度D．运用牛顿力学无法确定微观粒子的运动规律【解析】光子不同于宏观力学的粒子，不能用宏观粒子的牛顿力学规律分析光子的运动，选项A、B错误；根据概率波、不确定关系可知，选项C错误．【答案】 D6．(多选)如图2-5-2所示，用单色光做双缝干涉实验．P处为亮条纹，Q处为暗条纹，不改变单色光的频率，而调整光源使其极微弱，并把单缝调至只能使光子一个一个地过去，那么过去的某一光子()【导学号：55272062】图2-5-2A．一定到达P处B．一定到达Q处C．可能到达Q处D．可能到达P处【解析】单个光子的运动路径是不ij可预测的．【答案】CD7．如图2-5-3所示，光滑水平面上有两个大小相同的钢球A、B，A球的质量大于B球的质量．开始时A球以一定的速度向右运动，B球处于静止状态．两球碰撞后均向右运动．设碰前A球的德布罗意波长为λ1，碰后A、B两球的德布罗意波长分别为λ2和λ3，证明λ1＝λ2λ3λ2＋λ3.图2-5-3【解析】由德布罗意波长公式λ＝hp可知p＝hλ，对A、B系统由动量守恒定律得：p A＝p A′＋p B′，即：hλ1＝hλ2＋hλ3，所以λ1＝λ2λ3λ2＋λ3.【答案】见解析[能力提升]8．下表列出了几种不同物体在某种速度下的德布罗意波波长和频率为 1 MHz的无线电波的波长，由表中数据可知()A.B．无线电波只能表现出波动性C．电子照射到金属晶体上能观察到波动性D．只有可见光才有波动性【解析】弹子球的波长很小，所以要检测弹子球的波动性几乎不可能，故选项A正确．无线电波的波长很长，波动性明显，也具有粒子性，所以选项B错误．电子的波长与金属晶格的尺寸相差不大，能发生明显的衍射现象，所以选项C正确．一切运动的物体都具有波动性，所以选项D错误．【答案】AC9．从衍射的规律可以知道，狭缝越窄，屏上中央亮条纹就越宽，由不确定性关系式ΔxΔp≥h4π可知更窄的狭缝可以更准确地测得粒子的________，但粒子________的不确定性却更大了.【导学号：55272063】【解析】由ΔxΔp≥h4π，狭缝变小了，即Δx减小了，Δp变大，即动量的不确定性变大．【答案】位置动量10．一辆摩托车以20 m/s的速度向墙冲去，车身和人共重100 kg，求车撞墙时的不确定范围．【解析】根据不确定关系ΔxΔp≥h4π得：Δx≥h4πΔp＝6.63×10－344×3.14×100×20m≈2.64×10－38m.【答案】Δx≥2.64×10－38m11．氦氖激光器所发红光波长为λ＝6.238×10－7 m，谱线宽度Δλ＝10－18 m，求当这种光子沿x方向传播时，它的x坐标的不确定量多大？【导学号：55272064】【解析】红光光子动量的不确定量为Δp＝h Δλ根据ΔxΔp≥h4π得位置的不确定量为：Δx≥h4πΔp＝Δλ4π＝10－184×3.14m≈7.96×10－20 m.【答案】大于或等于7.96×10－20 m。

2018粤教版高中物理选修(3-5)2.5《德布罗意波》一课三练

第五节德布罗意波1．德布罗意波任何一个实物粒子都和一个波相对应，这种波叫__________，也称为物质波．物质波的波长、频率关系式：λ＝____________.2．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年戴维孙和汤姆生分别利用晶体做了____________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微观粒子既具有________性，又具有________性，所以实物粒子具有____________性．3．原子中的电子在空间各点出现的概率______，在原子处于稳定状态时电子会形成稳定的__________，这种概率分布图称为________．4．不确定性关系(1)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，要同时精确测出微观粒子的位置和动量是不可能的，我们把这种关系叫__________关系．(2)用Δx表示微观粒子位置的不确定量，用Δp表示微观粒子动量的不确定量，那么可表示为ΔxΔp≥____________，这就是著名的不确定性关系．(3)由不确定性关系可知，微观粒子的位置和动量不能同时完全精确地被确定，也就决定了不能用________观点来描述粒子的运动．【概念规律练】知识点一物质波1．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，任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳都有一种波和它对应，这种波叫做物质波D．宏观物体运动时，看不到它的衍射或干涉现象，所以宏观物体运动时不具有波动性2．(双选)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、衍射等现象知识点二不确定性关系3．由不确定性关系不能得出的结论是()A．如果动量的不确定范围越小，则与它对应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确定的关系4．(双选)光通过单缝所发生的现象，用位置和动量的不确定性关系的观点加以解释，正确的是()A．单缝宽的时候光沿直线传播，这是因为单缝宽，位置不确定量Δx大，动量不确定量Δp小，可以忽略B．当能发生衍射现象时，动量不确定量Δp可以忽略C．单缝越窄，中央亮纹越宽，是因为位置不确定量小，动量不确定量大的缘故D．以上解释都是不对的【方法技巧练】一、德布罗意波波长的计算方法5．电子经电势差为U＝200 V的电场加速，在的情况下，求此电子的德布罗意波长．二、不确定性关系的应用方法6．一颗质量为10 g的子弹，具有200 m/s的速率，若其动量的不确定范围为动量的0.01%(这在宏观范围是十分精确的了)，则该子弹位置的不确定范围为多大？7．电子的质量me＝9.0×10－31 kg，测定其速度的不确定量为2×10－6m/s，h4π＝5.3×10－35J·s)．求其位置的不确定量(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．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4．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5．(双选)现代物理学认为，光和实物粒子都具有波粒二象性．下列事实中突出体现波动性的是()A．一定频率的光照射到锌板上，光的强度越大，单位时间内锌板上发射的光电子就越多B．肥皂液是无色的，吹出的肥皂泡却是彩色的C．质量为10－3 kg、速度为10－2 m/s的小球，其德布罗意波长约为10－28 m，不过我们能清晰地观测到小球运动的轨迹D．人们常利用热中子研究晶体的结构，因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距大致相同6．质量为m的粒子原来的速度为v，现将粒子的速度增大为2v，则描写该粒子的物质波的波长将(粒子的质量保持不变)()A．保持不变B．变为原来波长的两倍C．变为原来波长的一半D．变为原来波长的2倍7．关于不确定性关系ΔxΔp≥h4π有以下几种理解，正确的是()A．微观粒子的动量不可确定B．微观粒子的位置不可确定C．微观粒子的动量和位置不可同时确定D．微观粒子的动量和位置可以同时确定8.阴极射线管中电子的速度为2×107 m/s，请计算它的德布罗意波长．9.设子弹的质量为0.01 kg，枪口直径为0.5 cm，试求子弹射出枪口时横向速度的不确定量．10．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长？(中子的质量为1.67×10－27 kg)第五节德布罗意波课前预习练1．德布罗意波h p2．(1)干涉衍射(2)电子束衍射衍射图样波动性(3)①波动性εhhp②波动粒子波粒二象3．不同概率分布电子云4．(1)不确定性(2)h4π(3)轨道课堂探究练1．C[物质波是一切运动着的物体所具有的波，与机械波不同，宏观物体也具有波动性，只是干涉、衍射现象不明显，看不出来．故只有选项C正确．] 2．BD[X射线衍射实验验证了X射线是电磁波，B错误．宏观物体对应的德布罗意波也具有干涉、衍射现象，只不过现象不明显，D错误．] 3．D 4.AC5．8.63×10－2 nm解析已知12mev2＝Ek＝eU所以v＝2eU meλ＝h2meEk＝h2eUme＝h2eme·1U＝1.22UnmU＝200 V，则电子的德布罗意波长λ＝1.22Unm＝1.22200nm＝8.63×10－2 nm.方法总结解此类问题时关键要抓住能量守恒定律和德布罗意波长计算公式，运用这两个知识点，即可进行解题，同时在解题的过程中还应挖掘题意．6．Δx≥2.6×10－31 m解析子弹的动量为p＝mv＝0.01×200 kg·m/s＝2.0 kg·m/s动量的不确定范围Δp＝0.01%×p＝0.01%×2.0 kg·m/s＝2.0×10－4 kg·m/s由不确定性关系式ΔxΔp≥h4π得，子弹位置的不确定范围Δx≥h4πΔp＝6.63×10－344×3.14×2.0×10－4m＝2.6×10－31 m.方法总结我们知道，原子核的数量级为10－15m，所以，子弹位置的不确定范围是微不足道的．可见子弹的动量和位置都能精确地确定，不确定性关系对宏观物体来说没有实际意义．7．29.4 m解析由不确定性关系ΔxΔp≥h4π①由动量定义得Δp ＝meΔv ②由①②得Δx ≥h4πmeΔv ＝ 5.3×10－359.0×10－31×2×10－6m ＝29.4 m.方法总结由结果可知，速度测定得越精确，位置的测定越不精确．课后巩固练1．B [由课本知识知，最早证明德布罗意波假说的是电子束在晶体上的衍射实验．]2．D3．C [由德布罗意假说得德布罗意波长λ＝hp .式中h 为普朗克常量，p 为运动物体的动量，可见p 越大，λ越小；p 越小，λ越大．故C 正确，A 、B 、D 错误．]4．A [由λ＝hp 可知，动量大的波长短，电子与质子的速度相等时，电子动量小，波长长．电子与质子动能相等时，由动量与动能的关系式p ＝可知，电子的动量小，波长长．动量相等的电子和中子，其波长应相等．如果甲、乙两电子的速度远小于光速，甲的速度是乙的三倍，甲的动量也是乙的三倍，则甲的波长应是乙的13.]5．BD [说明光具有波动性的是干涉和衍射，而光电效应说明光具有粒子性，故本题应选B 、D.]6．C [由题知，粒子速度为v 时，λ1＝h mv ；粒子速度为2v 时，λ2＝12λ1，可知C 正确，A 、B 、D 错．]7．C [不确定性关系ΔxΔp ≥h4π表示确定位置、动量的精度互相制约，此长彼消，当粒子位置不确定性变小时，粒子动量的不确定性变大；粒子位置不确定性变大时，粒子动量的不确定性变小．故不能同时准确确定粒子的动量和坐标．]8．3.64×10－11 m解析 λ＝h p ＝h mv ＝ 6.63×10－349.1×10－31×2×107 m ＝3.64×10－11m. 9．1.06×10－30 m/s解析枪口直径可以当作子弹射出枪口位置的不确定量Δx，由于Δp x＝mΔv x，由不确定性关系式得子弹射出枪口时横向速度的不确定量Δv x≥h4πmΔx＝6.626×10－344×3.14×0.01×0.5×10－2m/s＝1.06×10－30 m/s.10．4.0×10－10 m 6.63×10－35 m 解析中子的动量为p1＝m1v子弹的动量为p2＝m2v据λ＝hp知中子和子弹的德布罗意波长分别为λ1＝hp1，λ2＝hp2联立以上各式解得λ1＝hm1v，λ2＝hm2v将m1＝1.67×10－27 kg，v＝1×103 m/s h＝6.63×10－34 J·s，m2＝1.0×10－2 kg 代入上面两式可解得λ1＝3.97×10－10 m，λ2＝6.63×10－35 m。

物理粤教版选修3-5学案第2章第五节德布罗意波

1任何一个实物粒子都和一种波相对应，这种波被称为__________，也称物质波．预习交流1射击运动员射击时会因为子弹的波动性而“失准”吗？为什么？根据现实情况下子弹质量、速度大小所对应的德布罗意波波长来做定性说明．2．电子衍射________的发现证明了德布罗意波假说，实验表明，其他______微观粒子也都具有波动性．3．电子云当原子处于稳定状态时，电子会形成一个稳定的概率分布，这种概率分布称为________．4．不确定关系的表达式实验发现，对光子位置的测量越精确，其______的不确定性就越大，反之亦然．微观粒子的不确定性关系的表达式为____________．预习交流2“在微观物理学中，由于我们不可能同时准确地知道某个粒子的位置和动量，粒子出现答案：1．德布罗意波预习交流1：答案：不会．因为宏观的子弹质量和速度较大，动量较大，德布罗意波波长非常小．2．电子衍射一切3．电子云4．动量 Δx Δp ≥h4π预习交流2：答案：虽然我们不可能同时准确地知道某个粒子的位置和动量，但粒子的运动却有规律可循，那就是统计规律，比如，衍射的亮斑位置就是粒子出现概率大的位置．一、理解德布罗意波1．德布罗意认为任何运动着的物体均有波动性，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．2．德布罗意波波长与动量的关系是怎样的？3．描述波的物理量及波动特有的现象是什么？粒子具有哪些特征？4．宏观物体也具有波粒二象性吗？（2011·安庆高二检测）在一束电子中，电子的动能为200 eV ，忽略相对论效应，求此电子的德布罗意波波长λ．德布罗意关于波粒二象性的思辨过程德布罗意之前，人们对自然界的认识，只局限于两种基本的物质类型：实物和场．但是，许多实验结果之间出现了难以解释的矛盾．物理学家们相信，这些表面上的矛盾，势必有其深刻的根源．1923年，德布罗意最早想到了这个问题，并且大胆地设想，人们对于光子建立起来的两个关系式ε＝hν，p＝mv＝hλ会不会也适用于实物粒子．如果成立的话，实物粒子也同样具有波动性．二、理解不确定性关系1．有人说：在微观物理学中，由于我们不可能同时准确地知道某个粒子的位置和动量，粒子出现的位置是无规律可循的．这种说法对吗？为什么？谈一谈你的观点．2．既然单个粒子的运动情况不可预知，为什么还要研究粒子的运动规律？3．谈谈你对位置和动量的不确定性关系ΔxΔp≥h4π的理解．一颗质量为10 g的子弹，具有200 m/s的速率，若其动量的不确定范围为其动量的0.01%（这在宏观范围是十分精确的了），则该子弹位置的不确定范围为多大？不确定性关系不是说微观粒子的坐标测不准，也不是说微观粒子的动量测不准，更不是说微观粒子的坐标和动量都测不准，而是说微观粒子的坐标和动量不能同时测准．不确定性关系是自然界的一条客观规律，不是测量技术和主观能力的问题．1．关于物质波的认识，错误的是（）．A．只要是运动着的物体，不论是宏观物体还是微观粒子，都有相应的波动性，这就是物质波B．只有运动着的微观粒子才有与之对应的物质波，对于宏观物体，不论其是否运动，都没有相对应的物质波C．由于宏观物体的德布罗意波波长太小，所以无法观察到它们的波动性D．电子束照射到金属晶体上得到了电子束的衍射图样，从而证实了德布罗意的假设是正确的2．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．以上选项都不正确3．关于电子云，下列说法正确的是（）．A．电子云是真实存在的实体B．电子云周围的小黑点就是电子的真实位置C．电子云上的小黑点表示的是电子的概率分布D．电子云说明电子在绕原子核运动时有固定轨道4．试估算质量为1 000 kg的汽车，以10 m/s运动时的德布罗意波波长．5．电子经电势差为U＝200 V的电场加速，在v≤c的情况下，求此电子的德布罗意波波长．答案：活动与探究1：1．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，波长短，难以观测，而微观实物粒子如电子、质子、中子以及原子、分子的波动性为宏观物体具有波动性奠定了事实基础．2．答案：如果用动量p 来表征实物粒子的粒子性，用波长λ来表征实物粒子的波动性．那么，对光适用的关系式也适用于实物粒子，即：λ＝h p ，这种与实物粒子相联系的波后来称为德布罗意波，也叫做物质波．其中λ是德布罗意波波长，h 是普朗克常量，p 是相应的实物粒子的动量．3．答案：描述波的物理量有：波长、频率和波速．波动特有的现象是：干涉、衍射等．描述粒子的物理量有质量、能量、动量等，还具有与其他物质碰撞、入射、贯穿结合等作用特征．4．答案：电子、质子等微观粒子具有波粒二象性已是无可争议的事实，因为，人们已经通过实验观察到了它们的干涉和衍射等现象．宏观物体由于运动动量较大，根据德布罗意波波长与动量的关系λ＝h p ，波长非常非常小，尽管不容易观察到它们的干涉、衍射等波的现象，但它们仍然具有波动性，有它们的波长，因此宏观物体也具有波粒二象性．迁移与应用1：答案：见解析解析：忽略相对论效应，电子的动能为：E k ＝12mv 2① 电子的动量为：p ＝mv ②电子的德布罗意波波长为：λ＝h p ③代入数据得：λ＝8.7×10－11m ．活动与探究2：1．答案：不对．由Δx Δp ≥h 4π可知，虽然我们不能准确地知道单个粒子的实际运动情况，但粒子出现的位置并不是无规律可循的．我们可以根据大量粒子运动的统计规律知道粒子在某点出现的概率．2．答案：由不确定性关系可知，我们不能准确预知单个粒子的实际运动情况，但是大量粒子运动的统计规律是可以准确预知的，可以从宏观上对一个系统进行干预和控制．3．答案：由Δx Δp ≥h 4π可以知道，在微观领域，要准确地测定粒子的位置，动量的不确定性就变大；反之，要准确确定粒子的动量，那么位置的不确定性就变大．如将狭缝变成宽缝，粒子的动量能被精确测定（可认为此时不发生衍射），但粒子通过缝的位置的不确定性却增大了；反之取狭缝Δx →0，粒子的位置测定精确了，但衍射范围会随Δx 的减小而增大，这时动量的测定就更加不准确了．迁移与应用2：答案：见解析解析：子弹的动量为p ＝mv ＝0.01×200kg·m/s＝2.0 kg·m/s动量的不确定范围为：Δp ＝0.01%×p＝1.0×10－4×2.0 kg·m/s＝2.0×10－4 kg·m/s由不确定关系式Δx Δp ≥h 4π，得子弹位置的不确定范围Δx ≥h4π·Δp＝ 6.63×10－344×3.14×2.0×10－4m ＝2.6×10－31 m ．当堂检测1．B 解析：所有运动的物体都具有波动性，只是宏观物体的德布罗意波波长太短，无法观察到它们的波动性．2．B 解析：最早证明德布罗意波假说的是电子束在晶体上的衍射实验．故B 正确．3．C 解析：由电子云的定义我们知道，电子云不是一种稳定的概率分布，在历史上，人们常用小圆点表示这种概率，小圆点的密疏代表电子在这一位置出现的概率大小，故只有C 正确．4．答案：6.63×10－38 m解析：汽车运动时的动量p ＝mv ＝1 000×10 kg·m/s＝104 kg·m/s根据德布罗意波长计算公式有λ＝h p ＝6.63×10－34104m ＝6.63×10－38 m ． 5．答案：8.7×10－2 nm解析：已知12m 0v 2＝E k ＝eU ， λ＝h p ＝h 2m 0E k ＝h 2em 0U ＝h 2em 0·1U ＝8.7×10－2nm ．。

广东省2016-2017高三物理粤教版选修3-5 第二章第五节德布罗意波课时作业 Word版

一、单项选择题1．关于物质波，说法不正确的是( )A ．只要是运动着的物体，不论是宏观物体还是微观粒子，都有相应的波动性，这就是物质波B ．只有运动着的微观粒子才有物质波，对于宏观物体，不论其是否运动，都没有相对应的物质波C ．由于宏观物体的德布罗意波长太小，所以无法观察到它们的波动性D ．电子束照射到金属晶体上得到了电子束的衍射图样，从而证实了德布罗意的假设是正确的解析：选B.所有运动的物体都具有波动性，只是宏观物体的德布罗意波长太短，无法观察到它们的波动性．2．下列关于机械波和物质波的说法中，正确的是( )A ．介质是物质，所以机械振动在介质中的传播形成的波叫做物质波B ．宏观物体形成的波叫机械波，微观物质形成的波叫微波C ．物质波是运动的粒子在空间分布的概率，受波动规律支配D ．物质波是概率波，而光波不是解析：选C.由物质波的概念可知C 项正确．3．经较高电压加速的电子束，沿同一方向射出，穿过铝箔后射到其后的屏上，则( )A ．所有电子的运动轨迹都相同B ．所有电子到达屏的位置均相同C ．电子到达屏的位置可用牛顿运动定律确定D ．电子到达屏的位置受波动规律支配，无法用确定的坐标描述解析：选D.对于高速运动的电子来说，牛顿运动定律已不适用，我们无法预测它的运动轨迹，只能研究它在空间某点出现的概率大小．4．用单色光做双缝干涉实验，P 处为亮纹，Q 处为暗纹，现在调整光源和双缝，使光子一个一个通过双缝，则通过的某一光子( )A ．一定到达P 处B ．不能到达Q 处C ．可能到达Q 处D ．都不正确解析：选C.单个光子的运动路径是不可预测的，只知道落在P 处的概率大，落在Q 处的概率小，因此，一个光子从狭缝通过后可能落在P 处，也可能落在Q 处．5．质量为m 的粒子原来的速度为v ，现将粒子的速度增大到2v ，则描写该粒子的物质波的波长将(粒子的质量保持不变)( )A ．保持不变B ．变为原来波长的两倍C ．变为原来波长的一半D ．变为原来波长的倍2解析：选C.根据公式λ＝＝可以判断选项C 正确．h p hmv 6．在中子衍射技术中，常用热中子研究晶体的结构，因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距比较接近．已知中子质量为1.67×10－27 kg ，普朗克常量为6.63×10－34 J·s ，则可以估算出德布罗意波长为1.82×10－10 m 的热中子动能的数量级为( )A ．10－17 JB ．10－19 JC ．10－21 JD ．10－24 J解析：选C.热中子的德布罗意波长λ＝＝，所以E k ＝，代入题给数据可h p h 2mE k h 22m λ2得正确答案为C.7．关于物质波，下列说法正确的是( )A ．速度相等的电子和质子，电子的波长大B ．动能相等的电子和质子，电子的波长小C ．动量相等的电子和中子，中子的波长小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倍解析：选A.由λ＝可知动量大的波长小，电子与质子的速度相等时，电子动量小，波hp 长大．电子与质子动能相等时，由动量与动能的关系式p ＝可知，电子的动量小，2mE k 波长大．动量相等的电子与中子，其波长应相等．如果甲、乙两电子的速度远小于光速，甲的速度是乙的3倍，则甲的波长应是乙的.13二、双项选择题8．下列说法正确的是( )A ．宏观物体的动量和位置可准确测定B ．微观粒子的动量和位置可准确测定C ．微观粒子的动量和位置不可同时准确测定D ．宏观粒子的动量和位置不可同时准确测定解析：选AC.根据不确定性关系的理解可得选项A 、C 正确．9．下列说法中正确的是( )A ．核外电子绕核运动时，并没有确定的轨道B ．抖动细绳一端，绳上的波就是物质波C ．通常情况下，质子比电子的波长长D ．物质都具有波动性解析：选AD.抖动绳子产生的绳波是宏观的机械波，而不是物质波，故B 项错；由λ＝知，质子质量大，一般情况下动量p 大，故λ较小．hp ☆10.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，方法是让电子通过电场加速，然后让电子束射到金属晶格上，从而得到电子的衍射图样．已知电子质量为m ，电荷量为e ，初速度为零，加速电压为U ，普朗克常量为h ，则下述说法中正确的是( )A ．该实验说明电子具有波动性B ．实验中电子束的德布罗意波的波长为λ＝h2meUC ．加速电压U 越大，电子的衍射现象越明显D ．若用具有相同动能的质子替代电子，衍射现象将更加明显解析：选AB.电子的衍射图样说明了电子具有波动性．根据动能定理：eU ＝m v 2＝12＝，所以p ＝；λd ＝＝，U ＝，电压U 越大，电子的衍射现象(mv )22m p 22m 2meU h p h 2meU h 22me λ2d 越不明显；质子替代电子，动量大波长短，衍射现象将更加不明显，正确答案为A 、B.三、非选择题11.1924年，法国物理学家德布罗意提出，任何一个运动着的物体都有一种波与它对应.1927年，两位美国物理学家在实验中得到了电子束通过铝箔时的衍射图案，如图所示．图中，“亮圆”表示电子落在其上的__________大，“暗圆”表示电子落在其上的________小．答案：概率　概率12．用高压加速后的电子的德布罗意波的波长可以小到10－12 m 数量级．用它观察尺度在10－10 m 数量级的微小物体时，其衍射就可以忽略不计，从而大大提高了显微镜的分辨能力．一台电子显微镜用来加速电子的电压高达 U ＝106 V ，求用它加速后的电子束的德布罗意波的波长．(电子的质量为m ＝0.91×10－30 kg)解析：用电压U 加速电子，由动能定理得eU ＝E k ，由物体动量和动能的关系用p ＝，再由物质波的波长公式λ＝，可以求得该电子束的德布罗意波的波长2mE k hp λ＝，代入数据得λ≈1.2×10－12 m.h2meU 答案：1.2×10－12 m。

高中物理第2章波粒二象性第5节德布罗意波课后提能训练粤教版选修3-

第5节德布罗意波基础达标1．现用电子显微镜观测线度为d 的某生物大分子的结构．为满足测量要求，将显微镜工作时电子的德布罗意波长设定为d n，其中nh 、电子质量m 和电子电荷量e ，电子的初速度不计，则显微镜工作时电子的加速电压应为( )A ．n 2h 2med 2 B ．⎝ ⎛⎭⎪⎫md 2h 2n 2e 313C ．d 2h 22men2 D ．n 2h 22med2 【答案】D【解析】根据λ＝h p，p ＝mv 由题意可知λ＝d n ＝h p ＝h mv ，则v ＝nh md，电子经过电场加速，由动能定理eU ＝12mv 2，解得U ＝n 2h 22med2，正确的选项为D ．2．(2019年南昌模拟)下列关于概率波的说法中，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，若有一个粒子，则可以确定它从其中的哪一个缝中穿过【答案】B【解析】物质波是一种概率波，和机械波有本质的不同，A 错误，B 正确；概率波和机械波都能发生干涉和衍射现象，但概率波具有统计特征，要有大量粒子行为的统计才能显现出来，和机械波本质不同，C 错误；物质波是粒子的本身属性，也就是说即使每次只有一个光子，它也是“同时”通过双缝的(粒子在确切地测定前，其位置有不确定性)，D 错误．3．影响显微镜分辨本领的一个因素是波的衍射，衍射现象越明显，分辨本领越低．使用电子束工作的电子显微镜有较高的分辨本领，它利用高压对电子束加速最后打在感光胶片上来观察显微图象．以下说法正确的是( )A ．加速电压越高，电子的波长越长，分辨本领越强B ．加速电压越高，电子的波长越小，衍射现象越明显C ．如果加速电压相同，则用质子流工作的显微镜比用电子流工作的显微镜分辨本领强D ．如果加速电压相同，则用质子流工作的显微镜比用电子流工作的显微镜分辨本领弱【答案】C【解析】从光的衍射现象，光学显微镜的分辨本领受到的限制，可知当被观察物体的尺寸小到几百纳米时，就与可见光的波长相当了，这时衍射现象会变得明显，一个点的光学成像不再是一个点，而是一个更大的光斑，这样，被观察物体的像就模糊了．同理用电子流工作的显微镜也是一样．电子被高压加速后，电子(或质子)产生的物质波波长为λ＝hp＝h 2mE k＝h2mUe，可见物质波波长跟质量和加速电压有关：加速电压越高，电子(或质子)的波长越小，如果将电子(或质子)的速度加速到很大，电子(或质子)的德布罗意波波长就很短，衍射现象就很小了，这样就可以大大提高分辨能力；而如果加速电压相同，电子产生的物质波比质子产生的物质波的波长要长，衍射现象要明显多，所以用质子流工作的显微镜比用电子流工作的显微镜分辨本领强．故选项C 正确．4．法国物理学家德布罗意认为，任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有波与它对应，波长λ＝hp.人们把这种波称为物质波，也叫德布罗意波，如果有两个电子速度分别为v 1和v 2，且v 1＝2v 2.则这两个电子对应的德布罗意波的波长关系为( )A ．λ1∶λ2＝1∶1B ．λ1∶λ2＝1∶2C ．λ1∶λ2＝2∶1D ．无法比较【答案】B【解析】两个电子的速度之比v 1∶v 2＝2∶1，则两个电子的动量之比p 1∶p 2＝2∶λ1∶λ2＝1∶2.故选B ．5．(多选)下述说法正确的是( ) A ．宏观物体的动量和位置可准确测定 B ．微观粒子的动量和位置可准确测定 C ．微观粒子的动量和位置不可同时准确测定 D ．宏观粒子的动量和位置不可同时准确测定【答案】AC【解析】宏观物体在经典力学中，位置和动量可以同时精确测定，在量子理论建立以后，微观粒子的动量和位置要同时测出是不太可能的．6．(多选)下列说法中正确的是( ) A ．物体都具有波动性B ．抖动细绳一端，绳上的波就是物质波C ．通常情况下，质子比电子的波长长D ．核外电子绕核运动时，并没有确定的轨道【答案】AD【解析】任何物体都具有波动性，故A 对；对宏观物体而言，其波动性难以观测，我们所看到的绳波是机械波，不是物质波，故B 错；电子的动量往往比质子的动量小，由λ＝h p知，电子的波长长，故C 错；核外电子绕核运动的规律是概率问题，无确定的轨道，故D 对．7．(多选)(2019年唐山名校月考)根据不确定性关系Δx Δp ≥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【答案】AD【解析】不确定性原理表明，粒子的位置与动量不可同时被确定，位置的不确定性与动量的不确定性遵守不等式Δx Δp ≥h4π，由公式可知，采取办法提高测量Δx 精度时，Δp的精度下降，故A 正确，B 错误；由公式Δx Δp ≥h4π可得，Δx 与Δp 测量精度与测量仪器及测量方法是否完备无关．不确定性关系不仅适用于电子和光子等微观粒子，也适于宏观物体，故C 错误，D 正确．8．(多选)1924年法国物理学家德布罗意提出了德布罗意波假说，1927年美国工程师戴维孙于1927年获得了电子束在晶体的衍射图样．根据德布罗意波假说，下列说法中正确的是( )A ．与微观粒子相对应的德布罗意波长仅由该微观粒子的动能决定B ．与微观粒子相对应的德布罗意波长仅由该微观粒子的动量决定C ．与微观粒子相对应的德布罗意波长仅由该微观粒子的质量决定D ．对微观粒子运动状态的最准确的描述是概率波【答案】BD【解析】德布罗意波波长为：λ＝h p，其中p 为微粒的动量，故AC 均错误，B 正确；量子力学认为物质没有确定的位置，它表现出的宏观看起来的位置其实是对几率波函数的平均值，故对微观粒子运动状态的最准确的描述是概率波，故D 正确．能力提升9．下列说法正确的有________． A ．光是一种电磁波 B ．光是一种概率波C ．光子相当于高速运动的质点D ．光的直线传播只是宏观近似规律E ．频率越大的光其波动性越显著【答案】ABD【解析】光子既有波动性又有粒子性，波粒二象性中所说的波是一种概率波，对大量光子才有意义．波粒二象性中所说的粒子，是指其不连续性，是一份能量．个别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光子的作用效果往往表现为波动性．频率越大的光，光子的能量越大，粒子性越显著，频率越小的光其波动性越显著．10．如图所示为示波管示意图，电子的加速电压U ＝104V ，打在荧光屏上电子的位置确定在0.1 mm 范围内，可以认为令人满意，则电子的速度是否可以完全确定？是否可以用经典力学来处理？(电子质量m ＝9.1×10－31kg)【答案】电子速度可以完全确定，可以用经典力学来处理【解析】Δx ＝10－4m ，由Δx Δp ≥h4π，动量的不确定量最小值约为Δp ＝5×10－31kg·ms －1，其速度不确定量最小值Δv ＝0.55 m/s.12mv 2＝eU ＝1.6×10－19×104 J ＝1.6×10－15J ，则v ＝6×107m/s ，Δv 远小于v ，电子的速度可以完全确定，可以用经典力学来处理．。

2019-2020年粤教版物理选修3-5第二章波粒二象性第05节德布罗意波课后辅导练习四十三

2019-2020年粤教版物理选修3-5第二章波粒二象性第05节德布罗意波课后辅导练习四十三第1题【单选题】下列说法中正确的是( )A、黑体热辐射强度与波长有关，温度升高，各种波长的辐射都有增加，且辐射强度的极大值向波长较长的方向移动．普朗克在对黑体辐射的研究时，提出了光子的假说B、大量的电子通过双缝后在屏上能形成明暗相间的条纹，这表明所有的电子都落在明条纹处C、电子和其他微观粒子，都具有波粒二象性D、光波是一种概率波．光的波动性是由于光子之间的相互作用引起的，这是光子自身的固有性质【答案】：【解析】：第2题【单选题】下列说法正确的是( )A、光子像其它粒子一样，不但具有能量，不具有动量B、玻尔认为，原子中电子轨道是量子化的，能量也是量子化的C、将由放射性元素组成的化合物进行高温分解，会改变放射性元素的半衰期D、原子核的质量大于组成它的核子的质量之和，这个现象叫做质量亏损【答案】：【解析】：第3题【单选题】放射性物质已经广泛应用于工农业生产中，对放射性的应用，下列说法不正确的是( )A、放射线能杀伤癌细胞或阻止癌细胞分裂，所以人体可以经常照射B、对放射性的废料，要装入特制的容器并埋入深地层进行处理C、射线探伤仪中的放射源必须存放在特制容器里，而不能随意放置D、对可能产生放射性污染的场所或物品进行检测是很有必要的【答案】：【解析】：第4题【单选题】近日，奥地利维也纳理工大学的一个科学家团队成功在两个单光子之间建立起强大的相互作用，据科学家介绍：两个相互作用的光子同时到达时显示。

出与单个光子完全不同的行为，该项成果朝着轻拍校验量子通道或建立光学逻辑门发送信息迈出了重要一步。

我们通过学习也了解了光子的初步知识，下列有关光子的现象以及相关说法正确的是( )A、如果利用紫光照射某种金属可以发生光电效应，改用红光一定不能发生光电效应B、大量光子产生的效果往往显示出粒子性C、当氢原子的电子吸收光子时会从较低的能量态跃迁到较高的能量态，吸收的光子的能量由频率条件决定。

16-17物理粤教版选修3-5 第二章第五节德布罗意波课堂练习含解析精品

1．(双选)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 ．宏观物体尽管可以看做物质波，但它们不具有干涉、衍射等现象解析：选BD.由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，可见，A 选项是正确的；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 选项是正确的；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．综合以上分析知，本题应选B 、D.2．(单选)下列说法正确的是( )A ．德布罗意波属于机械波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，任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳都具有一种波和它对应，后来把这种波叫做德布罗意波D ．宏观物体运动时，看不到它的衍射或干涉现象，所以宏观物体运动时不具有波动性解析：选C.德布罗意波是一切运动着的物体所具有的波，与机械波性质不同，宏观物体也具有波动性，只是干涉、衍射现象不明显，只有C 选项正确．3．(单选)电子的运动受波动性的支配．对氢原子的核外电子，下列说法不．正确的是( ) A ．电子绕核运动的“轨道”其实是没有意义的B ．电子轨道只不过是电子出现的概率比较大的位置C ．电子绕核运动时，电子边运动边振动D ．电子在核外的位置是不确定的解析：选C.微观粒子的运动是不确定的，电子轨道只是电子出现概率比较大的位置，轨道其实没有实际意义，所以选项A 、B 、D 正确．电子在空间出现的概率受波动规律支配，并不是像机械波那样，所以选项C 错误．4．(单选)若某个质子的动能与某个氦核的动能相等，则这两个粒子的德布罗意波长之比为( )A ．1∶2B ．2∶1C ．1∶4D ．4∶1解析：选B.由p ＝2mE k 及λ＝h p 得：λ＝h 2mE k，因质子与氦核的动能相同，所以λ1λ2＝ m 2m 1＝41＝21，选B. 5．一质量为450 g 的足球以10 m/s 的速度在空中飞行；一个初速度为零的电子，通过电压为100 V 的电场加速．试分别计算它们的德布罗意波长，其中，电子质量为9.1×10－31kg.解析：物体的动量p ＝m v ，其德布罗意波长λ＝h p ＝h m v足球的德布罗意波长λ1＝h m 1v 1＝ 6.63×10－34450×10－3×10m ＝1.47×10－34 m 电子经电场加速后，速度增加为v 2，根据动能定理有12m 2v 22＝eUp2＝m2v2＝2m2eU该电子的德布罗意波长λ2＝hp2＝h2m2eU＝6.63×10－342×9.1×10－31×1.6×10－19×100m＝1.2×10－10 m.答案：1.47×10－34 m 1.2×10－10 m。

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