高二物理选修3-5：粒子的波动性

物质波波长：
为德布罗意波长，h为普朗克常量，p为 粒子动量。
课堂小结
光是一种波，同时也是一种粒子，光 具有波粒二象性。 光子的能量与动量之间的关系： ε=hγ P=h/ λ
两式的物理量ε和p描述光的粒子性， γ和 λ描述光的波动性。
实物粒子也具有波动性
一个能量为E、动量为 p 的实物粒子 同时具有波动性，动量为 P 的粒子
波长：
频率: 这种与实物粒子相联系的波后来称为 德布罗意波，也叫物质波。
3、下列说法正确的是（ ） A．只有大量电子才能表现波动性
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、已知能使某金属产生光电效应的极限频率
为 v0
（）
A.当用频率为2 v0的单色光照射该金属时
，一定能产生光电子
B.当用频率为2 v0的单色光照v大于v0时，若v增大，
则逸出功增大
D.当照射光的频率v大于v0时，若增大一
倍，则光电子的最大初动能也增大一倍
1929年诺贝尔物理 学奖获得者，波动力 学的创始人，量子力 学的奠基人之一。
普朗克
1、粒子波动性的假设 1923年，德布罗意最早想到了这个问题，并
且大胆地设想，对于光子的波粒二象性会不会 也适用于实物粒子。
实物粒子也具有波动性
实物粒子：静止质量不为零的那些微观粒子。
2、德布罗意关系式： 一个能量为E、动量为 p 的实物粒
高二物理选修3-5：粒子 的波动性
2020/9/25
知识要点
光是一种物质，它既 具有粒子性，又具有波 动性。在不同条件下表 现出不同特性。本节将 针对光的这两个特性进 一步的展开分析。
第十七章波粒二象性
第三节 崭新的一页： 粒子的波动性
一、光的波粒二象性
1、光的特性： 大量事实说明：光是一种波，同时也是一
子同时具有波动性，动量为 P 的粒子 波长：
这种与实物粒子相联系的波后来称 为徳布罗意波，也叫物质波。
例题
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 ：
电子m=9.110-31Kg，速度 v=5.0107m/s, 对应的德布罗意波长为 ：
3、物质波波长
阴极 栅极
多晶 薄膜
高压
屏P
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。
除了电子以外 ，后来还陆续证 实了质子，中子 ，以及原子的波 动性。
电子束穿过铝箔后的衍射图像
1、光学显微镜的原理 使用无限远光学系统的显微镜主要由物
种粒子，光具有波粒二象性。 光的分立性和连续性是相对的，是不同条
件下的表现，光子的行为服从统计规律。 2、光子的能量与动量之间的关系：
ε=hγ
P=h/ λ 两式的物理量ε和p描述光的粒子性，γ和λ描 述光的波动性。
二、粒子的波动性
法国物理学家， 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。
镜、管镜和目镜组成。标本经物镜和管镜放 大后，形成放大倒立的实象；实象经目镜再 次放大后，形成放大的虚象。
2、电子显微镜的原理 电子显微镜是根据电子光学原理，用电子
束和电子透镜代替光束和光学透镜，使物质 的细微结构在非常高的放大倍数下成像的仪 器。
光学显微镜
扫描式电子显微镜
1．下列现象说明光具有波粒二象性的是（ ） A．光的偏振和干涉 B．光的衍射和干涉 C．光的干涉和光电效应 D．光的衍射和康普顿效应
4．在光电效应实验中，如果需要增大 光电子到达阳极时的速度，可采用哪种 方法？（ ）
A．增加光照时间 B．增大入射光的波长 C．增大入射光的强度 D．增大入射光频率
金属钠产生光电效应的极限频率是 6.0×1014Hz．根据能量转化和守恒守律， 计算用波长0.40μm的单色光照射金属钠时， 产生的光电子的最大初动能是多大？
为德布罗意波长，h为普朗克常量，p为 粒子动量。
三、物质波的实验验证
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 10－10m数量级，找与之相匹配的障碍物也 非易事．
1、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。