人教版高中物理选修3-5 第17章第3节粒子的波动性

例2：电子动能Ek=100eV，质量m=9.110-31Kg,
求德布罗意波长。
解：电子动能较小，速度较小，用非相对论公
式求解：
Ek
1 mυ2 2
p2 2m
,
p = mυ = 2mEk
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
h h =1.23Å=1.23×10-10m=12.3nm mυ p
可见，微观粒子的波动性较显著，如电子 运动时， 相当于X射线波段。
身体健康，学习进步。 8、生活本来很不易，不必事事渴求别人的理解和认同，静静的过自己的生活。心若不动，风又奈何。你若不伤，岁月无恙。
9、命运要你成长的时候，总会安排一些让你不顺心的人或事刺激你。 10、你迷茫的原因往往只有一个，那就是在本该拼命去努力的年纪，想得太多，做得太少。 11、有一些人的出现，就是来给我们开眼的。所以，你一定要禁得起假话，受得住敷衍，忍得住欺骗，忘得了承诺，放得下一切。 12、不要像个落难者，告诉别人你的不幸。逢人只说三分话，不可全抛一片心。 13、人生的路，靠的是自己一步步去走，真正能保护你的，是你自己的选择。而真正能伤害你的，也是一样，自己的选择。 14、不要那么敏感，也不要那么心软，太敏感和太心软的人，肯定过得不快乐，别人随便的一句话，你都要胡思乱想一整天。 15、不要轻易去依赖一个人，它会成为你的习惯，当分别来临，你失去的不是某个人，而是你精神的支柱;无论何时何地，都要学会独立行走 ，它会让你走得更坦然些。
如果波长与障碍物相当，衍射现象 最明显。
。
光学发展史
托马斯·杨双缝 干涉实验
惠更斯 波动说
菲涅耳 衍射实验
麦克斯韦 电磁说
赫兹
波
电磁波实验
动
性
1690 1672
牛顿 微粒说
1801 1814
18641881890159116922
T/年
赫兹发现光 电效应
爱因斯坦 光子说
康普顿效应
粒 子 性
密立根 光电效应实验
阴极 栅极 多晶
K
G
薄膜
Cs
U
高压
屏P 电子衍射图样
微观粒子具有波粒二象性的理论得到了公
认。电子衍射、中子衍射、原子和分子束在晶 体表面散射所产生的衍射实验都获得了成功。
晶体的电子衍射
NaCl晶体的中子衍射
2.电子双缝实验
1961年琼森（Claus Jönsson）将一束电子加速到 50Kev，让其通过一缝宽为a=0.510-6m，间隔为 d=2.010-6m的双缝，当电子撞击荧光屏时，发现了类 似于双缝衍射实验结果.
1929年，德布罗意获得诺贝 尔物理学奖，
二.粒子的波粒二象性
一个质量为 m 的实物粒子以速率 v 运动时, 即具有以能量ε和动量 p 所描述的粒子性，同时 也具有以频率 v 和波长λ所描述的波动性。
E h
p h
E
h
h
p
爱因斯坦 ─ 德布罗意关系式
与粒子相联系的波称为物质波或德布罗意波.
─ 德布罗意波长（de Broglie wavelength）
一.光的波粒二象性
ε = mc2 = hν
粒子性
具有能量
p 具有动量
h
p = mc = h λ
波动性
具有频率
具有波长
光既具有粒子性，又具有波动性。 (h 架起了粒子性与波动性的桥梁)
频率低、波长长， 波动性较明显
光具有波粒二象性
频率高、波长短， 粒子性较明显
课堂练习：
1、光的___干__涉____和___衍__射______现象说明光 具有波动性，_光__电__效__应___现象说明光具有粒子 性．我们无法只用其中一种观点说明光的一切 行为，因而认为光具有_波__粒__二__象___性．
三.物质波的实验验证
由于德布罗意博士论 文独创性，得到了答辩委 员会的高度评价，但是人 们总觉得他的想法过于玄 妙，无法接受。于是，有 0.1nm 人质问：有什么可以验证 这一新的观念？
如果你是德布罗意， 将如何验证自己的观点？
1. 电子衍射实验
1927年，Davisson和Germer 进行了电子 衍射实验。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。
新课标高中物理选修3－5
第十七章 波粒二象性
水波
音乐的律动
七色彩虹 它们以波的形式传播，都有波的共性——干涉和衍射现象。
杨氏双缝干涉实验 托马斯·杨（Thomas Young）
杨氏双缝干涉实验装置
为光的波动学说的确立奠定了基础。
一、光的衍射、惠更斯—菲涅尔原理
光在传播过程中遇到障碍物， 光波会绕过障碍物继续传播。
大量电子一次性的行为
•光学镜头直径越大，分辨率越高。
一般天文望远镜的口径都很
大，世界上最大的天文望远镜在
智利，直径16米，由4片透镜组 地面观测 用哈勃望
成。
远镜观测
•采用波长较短的光，也可提高分辨率。
电子显微镜用加速的电子束代替光束，其波长 约 0.1nm，用它来观察分子结构。
电子显微镜拍摄的照片
X 射 线 照 射 下 的 手
二.粒子的波粒二象性
德布罗意，波动力 学创始人，量子力 学奠基人之一。
德布罗意原来学习历史，后 改学理论物理。善于用历史的观 点，用类比方法分析问题。
1924年，他在博士论文《关 于量子理论的研究》中大胆地把 光的波粒二象性推广到实物粒子， 如电子，质子等。于是他提出实 物粒子也具有波动性。这种与实 物粒子相联系的波称为德布罗意 波.
2、光既具有波动性，又具有粒子性。大量光 子 表 现 出 的 __波__动__性___ 强 ， 少 量 光 子 表 现 出 的 __粒__子__性__强；频率高的光子表现出的_粒__子__性____ 强，频率低的光子表现出的__波__动__性___强．
电磁波谱：
电磁波的频率范围很广。按电磁波的波长或频率 大小的顺序把他们排列成谱，叫做电磁波谱。
电子显微镜
电子在两个 电极间加速，由 于电压越高，电 子最终获得的动 量越大，它的波 长越短，分辨能 力就越强。
电子显微镜下的灰尘
1、不要做刺猬，能不与人结仇就不与人结仇，谁也不跟谁一辈子，有些事情没必要记在心上。 2、相遇总是猝不及防，而离别多是蓄谋已久，总有一些人会慢慢淡出你的生活，你要学会接受而不是怀念。 3、其实每个人都很清楚自己想要什么，但并不是谁都有勇气表达出来。渐渐才知道，心口如一，是一种何等的强大! 4、有些路看起来很近，可是走下去却很远的，缺少耐心的人永远走不到头。人生，一半是现实，一半是梦想。 5、你心里最崇拜谁，不必变成那个人，而是用那个人的精神和方法，去变成你自己。 6、过去的事情就让它过去，一定要放下。学会狠心，学会独立，学会微笑，学会丢弃不值得的感情。 7、成功不是让周围的人都羡慕你，称赞你，而是让周围的人都需要你，离不开你。
16、在不违背原则的情况下，对别人要宽容，能帮就帮，千万不要把人逼绝了，给人留条后路，懂得从内心欣赏别人，虽然这很多时候很难 。
17、做不了决定的时候，让时间帮你决定。如果还是无法决定，做了再说。宁愿犯错，不留遗憾! 18、不要太高估自己在集体中的力量，因为当你选择离开时，就会发现即使没有你，太阳照常升起。 19、时间不仅让你看透别人，也让你认清自己。很多时候，就是在跌跌拌拌中，我们学会了生活。 20、与其等着别人来爱你，不如自己努力爱自己，对自己好点，因为一辈子不长，对身边的人好点，因为下辈子不一定能够遇见。
一切实物粒子都有波动性 后来，大量实验都证实了：质子、中子和
原子、分子等实物微观粒子都具有波动性，并 都满足德布罗意关系。
一颗子弹、一个足球有没有波动性呢？ 例1：质量 m = 0.01kg，速度 v = 300 m/s 的子 弹的德布洛意波长为
结果表明，宏观物体(如子弹)的波动性根 本测不出来。所以，宏观物体只表现出粒子性。