17.3崭新的一页 粒子的波动性
合集下载
相关主题
- 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)。
K
G
多晶 薄膜
Cs
U
高压
屏P
电子衍射图样
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，则这个加速电场的 电压约为多少?
1. 5×102V
衍射现象对高分辨率的显微镜有无影响？如何改进？
请阅读课本材料：显微镜的分辨本领
X 射线照在晶体上可以产 生衍射，电子打在晶体上也能 观察电子衍射。
电子枪
U
K
探测器
B
D 1. 电子衍射实验1 电子束 1927年 C.J.戴维森与 G.P. 革末作电子衍射实验，验证电 子具有波动性。 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 镍单晶 而验证了物质波的存在。
光的干涉、衍射现象说明光是波，光的偏振现 象进一步说明光还是横波。19世纪60年代，麦克斯 韦又从理论上确定了光的电磁波本质。 根据光电效应现象，爱因斯坦提出光子理论。 康普顿效应进一步说明光具有粒子性。
那么，光到底是什么？
杨氏双缝干涉
光的衍射
又叫绕射，一切波都能发生衍射，通过衍射把能 量传到阴影区域。 能够发生明显衍射的条件是障碍物或孔的尺寸跟 波长差不多．
如电子m=9.110-31Kg，速 度v=5.0107m/s, 对应的 德布罗意波长为：
h 25 1.3 10 nm mV
太小测不到！
h 2 1.4 10 nm mV
X射线波段
宏观物体的波长比微观粒子的波长小得多，这在 生活中很难找到能发生衍射的障碍物，所以我们并不 认为它有波动性．作为微观粒子的电子，其德布罗意 波波长为10－10 m数量级，找与之相匹配的障碍物也非 易事．
三.德布罗意波的实验验证
电子衍射实验： 1927 年，两位美国物理学家戴维 森和小汤姆逊使电子束投射到镍的 晶体上，得到了电子束的衍射图 案．从而证实了德布罗意的假设。 除了电子以外，后来还陆续证实了质子、中子以及 原子、分子的波动性 。
如速度v=5.0102m/s飞行 的子弹,质量为m=10-2Kg， 对应的德布罗意波长为：
G
2. 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。 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。 此后，人们相继证实了原 子、分子、中子等都具有波 动性。
阴极 栅极
在普朗克的能量子和爱因斯坦光子理论的基础上提出:
一切实物粒子都有具有波粒二象性。
实物粒子的波称为德布罗意波或物质波
德布罗意关系式
h h P mV
h
德布罗意原来学习历史，后来改 学理论物理学。他善于用历史的观 点，用对比的方法分析问题。 1923年，德布罗意试图把粒子性 和波动性统一起来。1924年，在博 士论文《关于量子理论的研究》中 提出德布罗意波,同时提出用电子 在晶体上作衍射实验的想法。 爱因斯坦觉察到德布罗意物质波 法国物理学家，1929 年诺贝尔物理学奖获 思想的重大意义，誉之为“揭开一 得者，波动力学的创 幅大幕的一角”。 始人，量子力学的奠 德布罗意是第一个由于博士论文 基人之一。 （提出物质波的假设）获得了诺 贝尔奖。
h
练练
1．下列说法正确的是 (
C
)
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．γ射线具有显著的粒子性，不具有波动性
练一练
2．关于物质波，下列说法正确的是 ( A ) 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
课堂小结
1、光的波粒二象性： 光子的能量ε =hν ，动量 p 2、粒子的波动性：实物粒子也具有波动性，与实 物粒子联系的波叫德布罗意波. h 它的波长 p ，频率 h 3、证实粒子具有波动性的实验是：实物粒子流通 过晶格的衍射。 请回答教材P40《问题与练习》１～３.
激 光 束
像屏 调节狭 缝宽窄
一、光的波粒二象性
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。 光子的动量和光子能量可以分别表示为：
p
h
与
Ｐ与ε是描述粒子性的， λ、ν是描述波动性的， h则是连接粒子和波动的桥梁。
二、粒子波动性的假设
【说一说】 德布罗意在哪些理论基础上提出实物粒子具有波动性？ 他提出的波动性的内容是什么？
17.3 崭新的一页: 粒子的波动性
德布罗意 (due de Broglie, 1892-1960)
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。
复习提问： 光电效应和康普顿效应说明了光的什么特点？
光 的 粒 子 性
练一练
3．在伦琴射线管两极间加6.63×104V的电压，设从阴 极发出的电子的初速度为零，加速到达阳极时具有的 动能的10％变为伦琴射线的光子的能量，普朗克常量
为6.63×10-34J· s，电子电荷量为1.6×10-19C，伦琴射
线的波长为 1.875×10-10m ．
练一练
4．金属晶体中晶格大小的数量级为10-10m，电子经
G
多晶 薄膜
Cs
U
高压
屏P
电子衍射图样
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，则这个加速电场的 电压约为多少?
1. 5×102V
衍射现象对高分辨率的显微镜有无影响？如何改进？
请阅读课本材料：显微镜的分辨本领
X 射线照在晶体上可以产 生衍射，电子打在晶体上也能 观察电子衍射。
电子枪
U
K
探测器
B
D 1. 电子衍射实验1 电子束 1927年 C.J.戴维森与 G.P. 革末作电子衍射实验，验证电 子具有波动性。 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 镍单晶 而验证了物质波的存在。
光的干涉、衍射现象说明光是波，光的偏振现 象进一步说明光还是横波。19世纪60年代，麦克斯 韦又从理论上确定了光的电磁波本质。 根据光电效应现象，爱因斯坦提出光子理论。 康普顿效应进一步说明光具有粒子性。
那么，光到底是什么？
杨氏双缝干涉
光的衍射
又叫绕射，一切波都能发生衍射，通过衍射把能 量传到阴影区域。 能够发生明显衍射的条件是障碍物或孔的尺寸跟 波长差不多．
如电子m=9.110-31Kg，速 度v=5.0107m/s, 对应的 德布罗意波长为：
h 25 1.3 10 nm mV
太小测不到！
h 2 1.4 10 nm mV
X射线波段
宏观物体的波长比微观粒子的波长小得多，这在 生活中很难找到能发生衍射的障碍物，所以我们并不 认为它有波动性．作为微观粒子的电子，其德布罗意 波波长为10－10 m数量级，找与之相匹配的障碍物也非 易事．
三.德布罗意波的实验验证
电子衍射实验： 1927 年，两位美国物理学家戴维 森和小汤姆逊使电子束投射到镍的 晶体上，得到了电子束的衍射图 案．从而证实了德布罗意的假设。 除了电子以外，后来还陆续证实了质子、中子以及 原子、分子的波动性 。
如速度v=5.0102m/s飞行 的子弹,质量为m=10-2Kg， 对应的德布罗意波长为：
G
2. 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。 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。 此后，人们相继证实了原 子、分子、中子等都具有波 动性。
阴极 栅极
在普朗克的能量子和爱因斯坦光子理论的基础上提出:
一切实物粒子都有具有波粒二象性。
实物粒子的波称为德布罗意波或物质波
德布罗意关系式
h h P mV
h
德布罗意原来学习历史，后来改 学理论物理学。他善于用历史的观 点，用对比的方法分析问题。 1923年，德布罗意试图把粒子性 和波动性统一起来。1924年，在博 士论文《关于量子理论的研究》中 提出德布罗意波,同时提出用电子 在晶体上作衍射实验的想法。 爱因斯坦觉察到德布罗意物质波 法国物理学家，1929 年诺贝尔物理学奖获 思想的重大意义，誉之为“揭开一 得者，波动力学的创 幅大幕的一角”。 始人，量子力学的奠 德布罗意是第一个由于博士论文 基人之一。 （提出物质波的假设）获得了诺 贝尔奖。
h
练练
1．下列说法正确的是 (
C
)
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．γ射线具有显著的粒子性，不具有波动性
练一练
2．关于物质波，下列说法正确的是 ( A ) 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
课堂小结
1、光的波粒二象性： 光子的能量ε =hν ，动量 p 2、粒子的波动性：实物粒子也具有波动性，与实 物粒子联系的波叫德布罗意波. h 它的波长 p ，频率 h 3、证实粒子具有波动性的实验是：实物粒子流通 过晶格的衍射。 请回答教材P40《问题与练习》１～３.
激 光 束
像屏 调节狭 缝宽窄
一、光的波粒二象性
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。 光子的动量和光子能量可以分别表示为：
p
h
与
Ｐ与ε是描述粒子性的， λ、ν是描述波动性的， h则是连接粒子和波动的桥梁。
二、粒子波动性的假设
【说一说】 德布罗意在哪些理论基础上提出实物粒子具有波动性？ 他提出的波动性的内容是什么？
17.3 崭新的一页: 粒子的波动性
德布罗意 (due de Broglie, 1892-1960)
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。
复习提问： 光电效应和康普顿效应说明了光的什么特点？
光 的 粒 子 性
练一练
3．在伦琴射线管两极间加6.63×104V的电压，设从阴 极发出的电子的初速度为零，加速到达阳极时具有的 动能的10％变为伦琴射线的光子的能量，普朗克常量
为6.63×10-34J· s，电子电荷量为1.6×10-19C，伦琴射
线的波长为 1.875×10-10m ．
练一练
4．金属晶体中晶格大小的数量级为10-10m，电子经