高中物理第二章波粒二象性第五节德布罗意波同步备课课件粤教版选修3_5 (2)
高中物理第2章第5节德布罗意波课件粤教选修35粤教高二选修35物理课件
据 λ＝hp知中子和子弹的德布罗意波的波长分别为
λ1＝ph1，λ2＝ph2
联立以上各式解得：λ1＝mh1v，λ2＝mh2v
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.
A．电子云是真实存在的实体
B．电子云周围的小黑圆点就是电子的真实位置
C．电子云上的小黑圆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 C [由电子云的定义我们知道，电子云是一种稳定的概率分布，
人们常用小黑圆点表示这种概率分布，小黑圆点的密疏代表电子在
这一位置出现的概率大小，故选项 C 正确．]
第二章 波粒二象性
第五节 德布罗意波
12/9/2021
第一页，共四十五页。
[学习目标] 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．
12/9/2021
第二页，共四十五页。
栏目导航
自主预习 探新知
12/9/2021
第十六页，共四十五页。
栏目导航
[答案] 4.0×10－10 m 6.63×10－35 m
12/9/2021
第十七页，共四十五页。
栏目导航
如何计算物质波的波长 每一个运动的粒子都与一个对应的波(物质波或德布罗意波)相 联系．其波长 λ＝hp，其中 p 为粒子的动量，h 是普朗克常量，h＝ 6.63×10－34 J·s.所以，计算德布罗意波长时要熟记公式 λ＝hp，有时还 要结合粒子的能量 ε 与频率 ν 的关系 ε＝hν 进行求解．
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.
高中物理 2.5 德布罗意波同步备课课件 粤教版选修35
第五节 德布罗意波
第一页，共22页。
栏 目 链 接
第二页，共22页。
1．知道实物粒子和光子(guāngzǐ)一样具有波动性．
2．知道德布罗意波长和粒子动量的关系．
栏
目
3．知道电子云的概念．
链
接
4．初步了解不确定性关系．
第三页，共22页。
栏 目 链 接
第四页，共22页。
自然界中在许多方面都是明显对称的．既然光具有波粒二象性，
子性，忽略了波动性，于是把光的波粒二象性推广到了实
物粒子，用类比的方法(fāngfǎ)，从理论上预言了物质波的
存在．
第十页，共22页。
3．德布罗意波．
(1)定义：实物(shíwù)粒子所对应的波称为德布罗意波，
也称为物质波．
栏
目
(2)德布罗意波长与动量的关系：λ＝
链 接
其中λ是德布罗意波长，h是普朗克常量，p是相应的实 物(shíwù)粒子的动量．
粒子位置的不确定量 Δx 越小(微观粒子的坐标测得越准
确)，动量的不确定量 Δpx 就越大，反之亦然．
但这里要注意，不确定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
栏 目
链
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 接
准．
这是因为微观粒子的坐标和动量本来就不同时具有确定
第十八页，共22页。
栏 目 链 接
第十九页，共22页。
由不确定关系可知，原子中的电子(diànzǐ)在原子核的周
围运动是不确定的，因而不能用“轨道”来描述它的运动．电
子(diànzǐ)在空间各点出现的概率是不同的．当原子处于稳定状
粤教版高中物理选修3-5课件第二章第五节德布罗意波
【典例 2】 原子核的半径为 10－15 m，估计核内质
子的动量不确定范围．如果电子被限制在核内，其动量 不确定范围又是多少？
解析：由不确定性关系ΔxΔp≥4hπ，得 质子和电子动量的不确定范围 Δp≥4πhΔx＝4×6.633.1×4×101－03－4 15 kg·m/s＝5.28×10－20 kg·m/s. 答案：见解析
为什么微观粒子的坐标和动量不能同时完全精确地 确定？
提示：这是因为微观粒子的坐标和动量本来就不同时 具有确定量，这本质上是微观粒子具有波粒二象性的必然 反映．
1．经典力学中运动物体有完全确定的位置、动量、 能量等．而微观粒子中位置、动量等具有不确定量(概 率)．微观粒子不可能同时具有确定的位置和动量，粒子 位置的不确定量Δx 越小，动量的不确定量 Δpx 就越大， 反之亦然．不确定性关系是微观粒子的波粒二象性及粒 子空间分布遵从统计规律的必然结果．
4．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．
特别提醒：(1)在宏观现象中，波与粒子是对立的概 念，而在微观世界中，波与粒子可以统一．
(2)这里所说的粒子性和波动性，既不是宏观观念的 波，也不是宏观观念的粒子．光具有波粒二象性是指光在 传播过程中和同物质作用时分别表现出波和粒子的特性．
1．(多选)关于物质波，下列认识正确的是 ( ) 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．宏观物体对应的德布罗意波尽管可以看作物质 波，但它们不具有干涉、衍射等现象 解析：任何运动的物体都有一种波与之对应，这种波 叫物质波，选项 A 正确；X 射线衍射实验验证 X 射线是
高中物理 第二章 波粒二象性章末盘点课件 粤教版选修3-5.pptx
点
知识结构图示 高频考点例析 阶段质量检测
考点一 考点二
1
2
波 粒 二 象 性
3
考点一 光电效应的规律和爱因斯坦光电效应方程
有关光电效应的问题面是应用光电效应方
程进行简单的计算，处理该类问题关键是掌握光电效应的
规律，明确各概念之间的决定关系。
后来人们观察到电子的衍射图像，这些说明一些物质微粒 也像光子一样具有波粒二象性。
9
(6)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，波长λ＝h/p，人们把 这种波叫做物质波。
物质波和光波一样，也属于概率波，概率波的实质 是指粒子在空间分布的概率是受波动规律支配的。
10
2．光电子的最大初动能
光电子的最大初动能跟入射光的能量hν、金属逸出功
W0的关系为光电效应方程，表达式为
1 2
mv
2 max
＝hν0－W0，
反映了光电效应现象中的能量转化和守恒定律。
5
[例1] (广东高考)(双选)在光电效应实验中，用频率为ν 的光照射光电管阴极，发生了光电效应。下列说法正确的是
A．增大入射光的强度，光电流增大 B．减小入射光的强度，光电效应现象消失 C．改用频率小于ν的光照射，一定不发生光电效应 D．改用频率大于ν的光照射，光电子的最大初动能变大
[例 2] 关于物质的波粒二象性，下列说法中不正确的
是
()
A．不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有
波粒二象性
B．运动的微观粒子与光子一样，当它们通过一个小孔
时，都没有特定的运动轨道
C．波动性和粒子性，在宏观现象中是矛盾的、对立的，
但在微观高速运动的现象中是统一的
高中物理第二章波粒二象性第五节德布罗意波同步备课教学案粤教版选修3-5(new)
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．一、德布罗波假说和电子衍射［导学探究] 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？答案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（如汽车）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．［知识梳理]1．粒子的波动性（1)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)德布罗意波波长、频率的计算公式为λ＝错误!,ν＝错误!.（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：电子衍射(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，也能够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λ＝hp关系同样正确．②物质波也是一种概率波．[即学即用］判断下列说法的正误．（1)一切宏观物体都伴随一种波，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．( √）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．三、不确定性关系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，这种关系叫不确定性关系．2．表达式：ΔxΔp≥错误!.其中以Δx表示微观粒子位置的不确定性,以Δp表示微观粒子在x方向上的动量的不确定性，h是普朗克常量．3．微观粒子运动的基本特征:不再遵守牛顿运动定律，不可能同时准确地知道粒子的位置和动量，不可能用“轨迹"来描述粒子的运动，微观粒子的运动状态只能通过概率做统计性的描述．[即学即用］判断下列说法的正误．(1）在电子衍射中，电子通过狭缝后运动的轨迹是确定的．( ×)(2)宏观物体的动量和位置可准确测定．（√）(3）微观粒子的动量和位置不可同时准确测定．( √)一、对德布罗意波的理解德布罗意波也是概率波：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的规律确定,而且对于大量粒子，这种概率分布导致确定的宏观结果，所以德布罗意波也是概率波．例1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答案C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假设是正确的，B项错．只有C项正确．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。
2017-2018学年同步备课一体资料之物理粤教版选修3-5讲义：第二章 波粒二象性 2-5 Word版含答案
第五节德布罗意波[目标定位] 1.了解德布罗意假说的内容，知道德布罗意波的波长和粒子动量的关系.2.知道粒子和光一样具有波粒二象性，了解电子波动性的实验验证.3.初步了解不确定性关系的内容，感受数学工具在物理学发展过程中的作用．一、德布罗意波假说1．任何一个实物粒子都和一个波相对应，这种波后来被称为物质波，也称为德布罗意波．2．物质波的波长、频率关系式：λ＝h p二、电子衍射1．美国工程师戴维孙做了电子束在晶体表面上散射的实验，观察到了和X射线衍射类似的电子衍射现象，首次证实了电子的波动性．2．汤姆生做电子束穿过多晶薄膜的衍射实验，也证实了电子的波动性．三、电子云1．定义：用点的多少表示电子出现的概率分布图．2．电子的分布：某一空间范围内电子出现概率大的地方点多，电子出现概率小的地方点少．电子云反映了原子核外电子位置的不确定性，说明电子对应的波也是一种概率波．四、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：ΔxΔp≥h4π.其中以Δx表示粒子位置的不确定性，以Δp表示粒子在x方向上的动量的不确定性，h是普朗克常量．预习完成后，请把你疑惑的问题记录在下面的表格中一、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＝hp，频率公式为ν＝εh.3．德布罗意假说是光子的波粒二象性的一种推广，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．4．德布罗意波是一种概率波，粒子在空间各处出现的概率是符合波动规律的，不要以宏观概念中的波来理解德布罗意波．【例1】(多选)下列关于德布罗意波的认识，正确的解释是()A．任何一个实物粒子都和一个波相对应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答案AC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A、C项正确．【例2】已知光速为c，普朗克常量为h，则频率为ν的光子的动量为____________．用该频率的光垂直照射平面镜，光被镜面全部垂直反射回去，则光子在反射前后动量改变量的大小为____________．答案hνc2hνc解析因为光速c＝λν，则λ＝cν，所以光子的动量p ＝h λ＝hνc ，由于动量是矢量，因此若以射向平面镜时光子的动量方向为正方向， 即p 1＝hνc ， 反射后p 2＝－hνc ，动量的变化量Δp ＝p 2－p 1＝－hνc －hνc ＝－2hνc ， 则光子在反射前后动量改变量的大小为2hνc . 二、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 ≥h4π，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3】 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？ 答案 Δp ≥5.3×10－26 kg·m/s解析 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.针对训练 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)，则该子弹位置的不确定量范围为多大？答案 Δx ≥2.6×10－31 m解析 子弹的动量p ＝m v ＝0.01×200 kg·m/s ＝2 kg·m/s ， 动量的不确定范围Δp x ＝0.01 %×p ＝2×10－4 kg·m/s ； 由不确定关系Δx Δp x ≥h 4π， 得子弹位置的不确定范围Δx ≥h 4πΔp x ＝ 6.63×10－344×3.14×2×10－4m ≈2.6×10－31 m.对物质波的理解1．一颗质量为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 ．无法确定答案 C解析 λ＝h p ＝hm v ＝ 6.63×10－3410×10－3×200 m≈3.32×10－34 m ，故能发生明显衍射的障碍物尺寸应为选项C. 2．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 答案 C解析 任何一个运动的物体都具有波动性，但因为宏观物体的德布罗意波波长很短，所以很难看到它的衍射和干涉现象，所以C 项对，B 、D 项错；物质波不同于宏观意义上的波，故A 项错．3．已知钙和钾的截止频率分别为7.73×1014Hz 和5.44×1014Hz ，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钙逸出的光电子具有较大的( ) A ．波长 B ．频率 C ．能量 D ．动量答案 A解析 两种金属的截止频率不同，则它们的逸出功也不同，由W 0＝hν0可知截止频率大的，逸出功也大．由E k ＝hν－W 可知，用同样的单色光照射，钙逸出的光电子的最大初动能较小，由p ＝2mE k 知，其动量也较小，根据物质波p ＝h λ知，其波长较长．对不确定性关系的理解4．(多选)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 不确定关系表明，无论采用什么方法试图确定坐标和相应动量中的一个，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关系所给出的限度．故A 、D 正确．(时间：60分钟)题组一 对物质波的理解1．(多选)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 答案 AD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＝h p 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．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 ．以上都不正确 答案 B3．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答案 D4．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，其德布罗意波长短答案 C解析由物质波的波长λ＝hp，得其只与物体的动量有关，动量越大其波长越短．5．一个电子被加速后，以极高的速度在空间运动，关于它的运动，下列说法中正确的是()A．电子在空间做匀速直线运动B．电子上下左右颤动着前进C．电子运动轨迹是正弦曲线D．无法预言它的路径答案 D解析根据概率波的知识可知，某个电子在空间中运动的路径我们无法确定，只能根据统计规律确定大量电子的运动区域．故选项D正确．6．关于物质的波粒二象性，下列说法中不正确的是()A．不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒也具有波粒二象性B．运动的微观粒子与光子一样，当它们通过一个小孔时，都没有特定的运动轨道C．波粒二象性中的波动性，是大量光子和高速运动的微观粒子的行为，这种波动性与机械波在本质上是相同的D．波动性和粒子性，在宏观现象中是矛盾的、对立的，但在微观高速运动的现象中是统一的答案 C解析不能将微观粒子的波动性和粒子性看成宏观概念中的波和粒子，它们在本质上是不相同的．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，普朗克常量为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D．若用相同动能的质子替代电子，衍射现象将更加明显答案AB解析得到电子的衍射图样，说明电子具有波动性，A正确；由德布罗意波长公式λ＝h p而动量p＝2mE k＝2meU两式联立得λ＝h2meU，B正确；由公式λ＝h2meU可知，加速电压越大，电子的波长越小，衍射现象越不明显；用相同动能的质子替代电子，质子的波长小，其衍射现象不如电子的衍射现象明显．故C、D错误．题组二对不确定性关系的理解8．(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也越小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 答案 BC9．(多选)关于不确定性关系Δx Δp ≥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 答案 CD解析 本题主要考查对不确定性关系Δx Δp ≥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，对宏观世界的影响可忽略．故C 、D 正确．10．经150 V 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均相同B ．所有电子到达屏上的位置坐标均相同C ．电子到达屏上的位置坐标可用牛顿运动定律确定D ．电子到达屏上的位置受波动规律支配，无法用确定的坐标来描述它的位置 答案 D解析 电子被加速后其德布罗意波长 λ＝hp ＝1×10－10 m ，穿过铝箔时发生衍射．11．已知h4π＝5.3×10－35 J·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10－6 m ；(2)电子的质量m e＝9.1×10－31 kg，测定其位置的不确定量为10－10 m. 答案见解析解析(1)球的速度测定的不确定量Δv1≥h4πmΔx1＝5.3×10－351.0×10－6m/s＝5.3×10－29 m/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Δv2≥h4πm eΔx2＝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，其运动不遵从经典物理学理论．。
高中物理第2章第5节德布罗意波课件粤教选修35
答案：大于等于1.06× ►课堂训练
m/s
2．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(C)
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：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．
栏 目 链 接
1．德布罗意波假说的内容． 任何一个实物粒子都和一个波相对应．
2．德布罗意波假说的提出背景． 德布罗意认识到人们讨论光时过分地强调了波动性，忽略了 粒子性，同样，在讨论实物粒子时，人们只讨论粒子性，忽 略了波动性，于是把光的波粒二象性推广到了实物粒子，用 类比的方法，从理论上预言了物质波的存在．
栏 目 链 接
解析：(1)炮弹的德布罗意波长为：
(2)由λ＝ v′＝
得炮弹的运动速度为： ＝3.3× m/s.
答案：(1)6.63×
m
(2)3.3×
m/s
方法总结：明确德布罗意波的含义，正确应用公式．
实物粒子也具有波动性，这种波称之为物质波，也叫德布罗
意波．物质波波长 ，公式中λ为德布罗意波
波长，h为普朗克常量，p为粒子动量．对物理原理公式的理 解关键在于对各物理量意义的理解． ►课堂训练 1．下列关于德布罗意波的认识，正确的解释是(C) A．任何一个物体都有一种波和它对应，这就是物质波
栏 目 链 接
粒子位置的不确定量 Δx越小(微观粒子的坐标测得越准确 )，
动量的不确定量Δpx就越大，反之亦然．
【精品推荐】2019-2020学年粤教版高中物理选修3-5配套课件：第2章 波粒二象性 第5节
点击进入WORD链接
2．(2019 年宜春名校月考)已知4hπ≈5.3×10－35 J·s，试求下 列情况中速度测定的不确定量，并根据计算结果，讨论它们的 运动是否遵从经典物理学理论．
(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＝9.1×10－31 kg，测定其位置的不确定量 为 10－10 m.
• 3．(多选)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
• 【答案】AB
• 【解析】光的干涉和衍射实验表明，光是一 种电磁波．又由光的干涉图样知，光波是一 种概率波，A、B正确．光子的能量由单色光
• •
四1．、不不确确定定性性关关系系：Δx_Δ_p_≥_4_hπ__________.
• 式中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．
• 2．不确定关系的意义 同时
• 不能________精确测定一个微观粒子的位置 和动量．微观粒子的运动状态，只能通过概
率波作统计性的描述．
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．
• 2．物质波的意义
• 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．
对德布罗意物质波的理解
• 1．物质波的提出 • (1)1924年，法国巴黎大学的德布罗意，在论
文中把光的波粒二象性推广到了实物粒子， 用类比的方法，从理论上预言了物质波的存 在．
高中物理第二章波粒二象性2.5德布罗意波素材粤教版选修3_5
1 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。
物理粤教版选修3-5 第二章第五节德布罗意波 课件
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
[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 h 物质波．物质波的动量与波长之间的关系为 p＝ . λ
第二章
波粒二象性
第五节
德布罗意波
第二章
波粒二象性
学习目标 1.知道实物粒子具有波动性．
2．通过对实物波实验内容的学习，感受实验探究这一重要方
法． 3．初步了解不确定性关系的内容，感受数学工具在物理学发
展过程中的作用．
一、德布罗意波假说 实物粒子 都和一个波相对应． 1．德布罗意波：任何一个____________ 物质波 ． 这种波称为德布罗意波，也称为__________ 2．物质波的波长与其动量之间的关系式 粒子的动量p与平面波的频率ν和波长λ之间的关系为 h λ＝ p λ＝__________.
概率波 ． 的最准确的描述是__________
三、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，
高中物理第二章波粒二象性第五节德布罗意波训练粤教版选修3-5(2021年整理)
2018-2019学年高中物理第二章波粒二象性第五节德布罗意波分层训练粤教版选修3-5编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（2018-2019学年高中物理第二章波粒二象性第五节德布罗意波分层训练粤教版选修3-5）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。
本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为2018-2019学年高中物理第二章波粒二象性第五节德布罗意波分层训练粤教版选修3-5的全部内容。
第五节德布罗意波[A级抓基础]1．(多选)下列关于微观粒子波粒二象性的认识，正确的是( ）A．因实物粒子具有波动性,故其轨迹是波浪线B．由概率波的知识可知，因微观粒子落在哪个位置不能确定，所以粒子没有确定的轨迹C．由概率波的知识可知,因微观粒子落在哪个位置不能确定,再由不确定性关系知粒子动量将完全确定D．大量光子表现出波动性，此时光子仍具有粒子性解析:实物粒子的波动性指实物粒子是概率波,与经典的波不同，故A错误；微观粒子落在哪个位置不能确定，与经典粒子有确定轨迹不同，故B正确；单缝衍射中，微观粒子通过狭缝，其位置的不确定量等于缝宽，其动量也有一定的不确定量，故C错误；波动性和粒子性是微观粒子的固有特性，无论何时二者都同时存在，故D正确．答案:BD2．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，则该粒子的物质波的波长将(粒子的质量保持不变）( ）A．变为原来波长的一半B．保持不变C．变为原来波长的错误!D．变为原来波长的两倍解析:由物质波波长公式λ＝错误!＝错误!可知选项A对．答案:A3．（多选）根据不确定性关系Δx·Δp≥错误!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：不确定性关系表明无论采用什么方法试图确定坐标和相应动量中的一个，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限度，故A、D正确．答案：AD4．一个质量为m、电荷量为q的带电粒子，由静止开始经加速电场加速后(加速电压为U），该粒子的德布罗意波长为( ）A. 错误!B.错误!C。
新版高中物理 第二章 波粒二象性章末总结同步备课课件 粤教版选修3-5.ppt
2.爱因斯坦光电效应方程
1 2
mvmax2＝hν－W0
W0表示金属的逸出功，ν0表示金属的极限频率，则W0＝hν0.
例2 如图1甲所示为研究光电效应的电路图.
(1)对于某金属用紫外线照射时，电流表指 针发生偏转.将滑动变阻器滑片向右移动的 过 程 中 ， 电 流 表 的 示 数 不 可 能 _减__小_( 选 填 “减小”、“增大”).如果改用频率略低的 紫 光 照 射 ， 电 流 表 _可__能__( 选 填 “ 一 定”“可能”或“一定没”)有示数.
图1
解析 答案
(2)当用光子能量为5 eV的光照射到光电管 上时，测得电流表上的示数随电压变化的
图象如图乙所示.则光电子的最大初动能为 3_._2_×__1_0_－_1_9 J，金属的逸出功为_4_.8_×__1_0_－_1_9 J.
图1
解析 由题图乙可知，当该装置所加的电压为－2 V的反向电压时，电流
第二章
章末总结
内容索引
知识网络
题型探究
达标检测
知识网络
本质：电子―吸―收――光―子→光电子 ①存在着饱和电流
光电 效应
②存在着遏止电压(最大初动能) 规律： ③存在着极限频率
④瞬时性
光的粒子性 波
爱因斯坦光电效应方程：hν＝12mvmax2＋W0
粒 二 象
光子说：光子的能量 ε＝hν ，光具有波粒二象性
解析 答案
二、光电效应的规律和光电效应方程
1.光电效应的实验规律 (1)任何一种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于等于这个极 限频率，才能发生光电效应.低于极限频率时，无论光照强度多强，都不 会发生光电效应. (2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而 增大. (3)入射光照射到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过10 －9s. (4)当入射光的频率高于极限频率时，单位时间内从金属表面逸出的光电
2019高中物理 第二章 波粒二象性 第五节 德布罗意波分层训练 粤教版选修3-5
第五节 德布罗意波[A 级 抓基础]1．(多选)下列关于微观粒子波粒二象性的认识，正确的是( ) A ．因实物粒子具有波动性，故其轨迹是波浪线B ．由概率波的知识可知，因微观粒子落在哪个位置不能确定，所以粒子没有确定的轨迹C ．由概率波的知识可知，因微观粒子落在哪个位置不能确定，再由不确定性关系知粒子动量将完全确定D ．大量光子表现出波动性，此时光子仍具有粒子性解析：实物粒子的波动性指实物粒子是概率波，与经典的波不同，故A 错误；微观粒子落在哪个位置不能确定，与经典粒子有确定轨迹不同，故B 正确；单缝衍射中，微观粒子通过狭缝，其位置的不确定量等于缝宽，其动量也有一定的不确定量，故C 错误；波动性和粒子性是微观粒子的固有特性，无论何时二者都同时存在，故D 正确．答案：BD2．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 ，则该粒子的物质波的波长将(粒子的质量保持不变)( )A ．变为原来波长的一半B ．保持不变C ．变为原来波长的 2D ．变为原来波长的两倍 解析：由物质波波长公式λ＝h p ＝hmv可知选项A 对． 答案：A3．(多选)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解析：不确定性关系表明无论采用什么方法试图确定坐标和相应动量中的一个，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限度，故A 、D 正确．答案：AD4．一个质量为m 、电荷量为q 的带电粒子，由静止开始经加速电场加速后(加速电压为U )，该粒子的德布罗意波长为( )A. h2mqUB.h 2mqUC.h2mqU2mqU D.h mqU解析：加速后的速度为v ，根据动能定理，可得qU ＝12mv 2，所以v ＝2qU m .由德布罗意波公式可得：λ＝h p＝hm2qU m＝h2mqU2mqU .所以选项C 正确．答案：CB 级 提能力5．(多选)在单缝衍射实验中，从微观粒子运动的不确定性关系可知( ) A ．缝越窄，粒子位置的不确定性越大 B ．缝越宽，粒子位置的不确定性越大 C ．缝越窄，粒子动量的不确定性越大 D ．缝越宽，粒子动量的不确定性越大解析：由不确定性关系Δx Δp ≥h4π知缝越宽时，位置的不确定性越大，则动量的不确定性越小，反之亦然，故B 、C 正确．答案：BC6．一个德布罗意波波长为λ1的中子和另一个德布罗意波波长为λ2的氘核同向正碰后结合成一个氚核，该氚核的德布罗意波波长为( )A.λ1λ2λ1＋λ2B.λ1λ2λ1－λ2C.λ1＋λ22D.λ1－λ22解析：中子的动量p 1＝h λ1，氘核的动量p 2＝hλ2，对撞后形成的氚核的动量p 3＝p 2＋p 1，所以氚核的德布罗意波波长为λ3＝h p 3＝λ1λ2λ1＋λ2.答案：A7．已知α粒子的质量m α＝6.64×10－27kg ，速度v ＝3×107m/s ，要观察到α粒子明显的衍射现象，障碍物的尺寸约为( )A ．3.3×10－10m B ．3.3×10－12m C ．3.3×10－15 mD ．3.3×10－18m解析：λ＝h p ＝h mv ＝ 6.63×10－346.64×10－27×3×107 m ≈3.3×10－15m ．要观察到明显的衍射现象，障碍物的尺寸与波长差不多，C 正确．答案：C8．已知h4π＝5.3×10－35J ·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10－6m ； (2)电子的质量m e ＝9.1×10－31kg ，测定其位置的不确定量为10－10m(即在原子直径的数量级内)．解析：(1)m ＝1.0 kg ，Δx 1＝10－6m ，由Δx Δp ≥h 4π及Δp ＝m Δv 知Δv 1＝Δp m ≥h 4πΔx 1m＝5.3×10－3510－6×1.0m/s ＝5.3×10－29m/s. (2)m e ＝9.1×10－31kg ，Δx 2＝10－10m ，同理得Δv 2≥h4πΔx 2m e ＝ 5.3×10－3510－10×9.1×10－31 m/s＝5.8×105m/s.答案：(1)大于等于5.3×10－29m/s(2)大于等于5.8×105 m/s。
高中物理 第二章 波粒二象性 2.5 德布罗意波教案 粤教版选修35
2.5 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=hE ，λ=p h 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=vm 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=mE 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。
版物理课堂学案选修35粤教版课件：第二章第五节德布罗意波
1．(多选)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：任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大
到行星、太阳，都有一种波与之对应，这种波称为物质波
[典例❶] 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，普朗克常量 h ＝6.63×10－34 J·s)?
解析：中子的动量为：p1＝m1v，子弹的动量为：p2 ＝m2v，根据 λ＝hp知中子和子弹的德布罗意波长分别为： λ1＝ph1， λ2＝ph2
联立以上各式解得：λ1＝mh1v， λ2＝mh2v 代入数据得：λ1＝4.0×10－10 m，λ2＝6.63×10－35 m. 答案：4.0×10－10 m 6.63×10－35 m
★题后反思 (1)任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到 行星、太阳，都有德布罗意波长； 波长越长的波，波动 性越显著． (2)德布罗意波的波长计算： ①先求出物体的动量； ②根据德布罗意波长公式 λ＝hp计算波长．
系．
知识点一 德布罗意波假说和电子衍射
提炼知识
1．德布罗意波假说．
(1)1924 年，法国物理学家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，这种波被称为
德布罗意波，也称为物质波．
λ＝hp
(2)德布罗意波的波长计算公式：_____．
2．电子衍射． (1)1927 年，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． (2)波粒二象性是包括光子在内的一切微观粒子的共 同特征，和光子一样，对微观粒子运动状态的最准确的 描述是概率波．
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
观粒子在x方向上的
位置 动量 的不确定性， h是
牛顿运动 .
概率 3.微观粒子运动的基本特征：不再遵守
定律，
即学即 用 判断下列说法的正误. × (1)在电子衍射中，电子通过狭缝后运动的轨迹是确定 的.( ) √ ) ) (2)宏观物体的动量和位置可准确测定 √.(
(3)微观粒子的动量和位置不可同时准确测定.(
题型探究
一、对德布罗意波的理解
德布罗意波也是概率波：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
大小可以由波动的规律确定，而且对于大量粒子，这
种概率分布导致确定的宏观结果，所以德布罗意波也
是概率波.
例1 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 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 √ 以宏观物体不具有
第一 章
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.了解引
知识探究
题型探究
达标检测
知识探究
一、德布罗波假说和电子衍射 即学即
运动 (1)任何 着的物体，小到电子、质子，大到行星、 物质波 太阳，都有一种波与它相对应，这种波叫 ， 又 ε h 叫德布罗意波. h p (2)德布罗意波波长、频率的计算公式为λ＝ ，ν＝ 大 . 小 (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
，德布罗意波长太
的缘故.
2.物质波的实验验证：电子衍射 干涉 (1)实验探究思路：
D.宏观物体运动时，看不到它的衍射或干涉现象，所 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
解 答
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
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限度.故A、D正确 解 . 答
例4
质量为10 g 的子弹与电子的速率相同，均为500
m/s ，测量准确度为 0.01%，若位置和速率在同一实验
中同时测量，试问它们位置的最小不确定量各为多少？
－ 31 －31 －3 m ( 电子质量为 ＝ 9.1 ×10 kg ，结果保留三位有效数 答案 1.06×m 10 m 1.15 × 10
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.
二、对不确定性关系的理解
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.
、衍射是波特有的现象，如果
干涉 实物粒子具有波动性，则在一定条件下，也能够发生
或衍射现象.
波动性 (2)实验验证：1927年戴维孙和汤姆生分别利用晶体做
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
h (3)说明 p 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λ＝ 关系
－27 －35 大？ 10 答案(中子的质量为 3.97×10－10 1.67 m × 6.63 ×10kg) m
解
答
总结提 升 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
2mEk 动能也可以直接用 p＝ 计算其动量. h 2.再根据λ p＝ 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
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.
三、不确定性关系 1.定义：在经典物理学中，可以同时用质点的位置和动 量精确描述它的运动，在微观物理学中，要同时测出 不确定性 微观粒子的位置和动量是不太可能的，这种关系叫 h ΔxΔp 关系. 4π 位置 2.表达式： ≥ . 动量 Δx表示微观粒子 普朗克常量 的不确定性，以Δp表示微 其中以
即学即 用 判断下列说法的正误. × (1)一切宏观物体都伴随一种波，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 .( √ )
二、电子云 概率大 当 原 子 处 于 稳 定 状 态 时 ， 电 子 会 概率 形成一个 稳定的 分布， 概率小 的地方小圆点密一些， 的地方小
用 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？ 答案 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 ( 如汽车 ) 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.
答
知识梳
理 1.粒子的波动性
解析 字)
测量准确度也就是速度的不确定性，故子弹、
电子的速度不确定量为 Δv＝ 0.05 m/s ，子弹的动量的 h － 4 不确定量Δp1＝5×10 kg·m/s，电子动量的不确定 4πΔp －34 － 32 6.63 × 10 量 Δp2≈4.6×10 kg· m/s ，由 Δx≥ ，子弹位置 4×3.14×5×10－4 的最小 6.63×10－34 －32 4 × 3.14 × 4.6 × 10 不确定量Δx ＝ m≈1.06×10－31 m，
√
h 例 3 ( 多选) 根据不确定性关系 ΔxΔp≥ 4π 说法正确的是
，判断下列
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 解析 不确定性关系表明，无论采用什么方法试图确 D.Δx与Δp测量精度与测量仪器及测量方法是否完备无 定位置坐标和相应动量中的一个，必然引起另一个较 关 大的不确定性，这样的结果与测量仪器及测量方法是