2022年高中物理2.4实物是粒子还是波精品课件沪科版选修35

四、不确定关系 利用数学方法对微观粒子的运动进行分析可以 知 道 ， 如 果 以 Δx 表 示 粒 子 位 置 的 不 确 定 量 ， 以Δpx表示粒子在x方向动量的不确定量，那么 有Δx·Δpx≥__h_/4_π__，这就是著名的不确定性关 系，简称不确定关系．
思考感悟 既然一切运动物体都有物质波与之相伴随，为什么 日常生活中没有观察到它们的波动现象呢？ 提示：因为物质波的波长太小了．
类型二 不确定关系的应用
例2 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？ 【思路点拨】 由题目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．
【精讲精析】 单缝宽度是光子经过狭缝的不 确定量 即 Δx＝1.0×10－9 m， 由 Δx·Δpx≥4hπ有：1.0×10－9·Δpx≥6.63×4π10－34， 则 Δpx≥0.53×10－25 kg·m/s.
【精讲精析】 据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；
2．4
课标定位 课前自主学案 核心要点突破 课堂互动讲练 知能优化训练
课标定位
学习目标：1.知道微观粒子和光子一样 具有波粒二象性． 2．掌握波长 λ＝hp的应用． 3．了解“不确定关系”的具体含义． 重点难点：掌握物质波的概念及应用．
课前自主学案
一、德布罗意波 任何一个运动着的物体，都有一种波与之相伴 随，其波长为_λ_＝__h_/_p___，式中p是物体的动量， h是普朗克常量．人们把这种波称为_物__质__波__Байду номын сангаас， 也叫德布罗意波．
6.626×10－34 4×3.14×100×20
m＝2.64×10－38 m.
答案：Δx≥2.64×10－38 m
课堂互动讲练
类型一 对物质波的理解
例1 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成物质波，但它们不具有 干涉、衍射等现象
核心要点突破
一、德布罗意波也是概率波 1．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．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．
【答案】 0.53×10－25 kg·m/s 【规律总结】 由不确定关系求解时往往是某一 物理量为定值，而另一个物理量为不确定量．
二、实验事故导致的重大发现 美国物理学家戴维孙和英国物理学家汤姆生分享 了 1937 年 诺 贝 尔 物 理 学 奖 ， 他 们 的 成 果 是 _透__射____实验． 三、物质波，又一种概率波 电子的衍射图样与光的一样，在底片上出现了明 暗相间的图样，说明电子落在明条纹处的概率 __大___，落在暗纹处的概率___小__，所以物质波也 是一种概率波．
特别提醒：此式表明：不能同时准确地知道粒 子的位置和动量，即不可能用“轨道”来描述 粒子的运动．
即时应用 (即时突破，小试牛刀)
一辆摩托车以20 m/s 的速度向墙冲去，车身和人 共 重 100 kg ， 则 车 撞 墙 时 的 不 确 定 范 围 是 ____________．
解析：根据不确定关系 Δx·Δpx≥4hπ得 Δx≥4πhΔpx
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 穿过铝箔后落点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． 【答案】 BD
【规律总结】 物质波理论告诉我们，任何微 观粒子都既具有粒子性又具有波动性，即与光 一样，也具有波粒二象性．波粒二象性是光子、 电子、质子等微观粒子都具有的基本属性．
特别提醒：德布罗意波也是一种概率波，单个物 体的运动具有偶然性，大量物体的运动具有必然 性．
二、对不确定关系的理解 1．不确定关系是微观粒子具有波粒二象性的必 然结果，除位置和动量的不确定关系外，还有其 他不确定关系，如时间和能量的不确定关系：
ΔEΔt≥4hπ. 2．普朗克常量是不确定关系中的重要角色，如 果 h 的值可忽略不计，这时物体的位置、动量可 同时有确定的值，如果 h 不能忽略，必须考虑微 粒的波粒二象性．h 成为划分经典物理学和量子 力学的一个界线．