高中物理人教版 (2019)選擇性必修第三冊(cè)5 粒子的波動(dòng)性和量子力學(xué)的建立一等獎(jiǎng)ppt課件-課件下載-教習(xí)網(wǎng)

1.哪些現(xiàn)象證明光光具有波動(dòng)性？
2.證明光具有粒子性的實(shí)驗(yàn)有哪些？
3.光的本質(zhì)：光具有波粒二象性，光具有粒子性同時(shí)也具有波動(dòng)性
4.光的波動(dòng)性和粒子性的體現(xiàn)⑴大量光子產(chǎn)生的效果顯示波動(dòng)性；個(gè)別光子產(chǎn)生的效果顯示粒子性。⑵波長長的光波動(dòng)性明顯；波長短的光粒子性明顯。⑶光在空間傳播時(shí)顯示波動(dòng)性；與物質(zhì)微粒作用時(shí)顯示粒子性。
小結(jié)：光的二象性?；ゲ环穸?，皆是光的本身屬性。只是在不同條件下表現(xiàn)不同。只有從波粒二象性的角度，才能統(tǒng)一說明光的各種行為。
托馬斯·楊雙縫干涉實(shí)驗(yàn)
光既具有粒子性，又具有波動(dòng)性。
h 架起了粒子性與波動(dòng)性之間的橋梁
頻率低、波長長，波動(dòng)性較明顯
頻率高、波長短，粒子性較明顯
　　1923年，德布羅意最早想到了這個(gè)問題，并且大膽地設(shè)想，對(duì)于光子的波粒二象性會(huì)不會(huì)也適用于實(shí)物粒子。
光具有粒子性，又具有波動(dòng)性。
上面兩式左邊是描寫粒子性的 E、P；右邊是描寫波動(dòng)性的 ?、?。將光的粒子性與波動(dòng)性聯(lián)系起來。
實(shí)物粒子：靜止質(zhì)量不為零的那些微觀粒子。
一切實(shí)物粒子都有具有波粒二象性。
德布羅意原來學(xué)習(xí)歷史，后來改學(xué)理論物理學(xué)。他善于用歷史的觀點(diǎn)，用類比方法分析問題。 1924年，他考慮到普朗克量子愛因斯坦光子理論的成功在博士論文《關(guān)于量子理論的研究》中大膽地把光的波粒二象性推廣實(shí)物粒子，如電子，質(zhì)子等。于是他提出實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性。這種與實(shí)物粒子相聯(lián)系的波稱為德布羅意波. 愛因斯坦覺察到德布羅意物質(zhì)波思想的重大意義，譽(yù)之為“揭開一幅大幕的一角”。
德布羅意1892-1987，法國
一個(gè)質(zhì)量為 m 的實(shí)物粒子以速率 v 運(yùn)動(dòng)時(shí),即具有以能量ε和動(dòng)量 p 所描述的粒子性，同時(shí)也具有以頻率 v 和波長λ所描述的波動(dòng)性。
與粒子相聯(lián)系的波稱為物質(zhì)波或德布羅意波.
如：速度υ = 5.0?102m/s飛行的子彈，質(zhì)量為m =10-2Kg，對(duì)應(yīng)的德布羅意波長為：
如：電子m=9.1?10-31Kg，速度υ = 5.0?107m/s，對(duì)應(yīng)的德布羅意波長為：
宏觀物體的波動(dòng)性不必考慮，只考慮其粒子性。
1927年，湯姆孫和戴維孫先后進(jìn)行了電子衍射實(shí)驗(yàn)。電子束在穿過細(xì)晶體粉末或薄金屬片后，也象X射線一樣產(chǎn)生衍射現(xiàn)象。
戴維森1881-1958，美國
G. P.湯姆孫1892-1975，英國
電子的單縫、雙縫、三縫和四縫衍射實(shí)驗(yàn)圖象
瓊森（Claus J?nssn ）
電子顯微鏡電子在兩個(gè)電極間加速，由于電壓越高，電子最終獲得的動(dòng)量越大，它的波長越短，分辨能力就越強(qiáng)。
電子顯微鏡的成像原理是，讓電子束打在熒光板上來觀察顯微圖像。
下列說法正確的是(　　)A．物質(zhì)波屬于機(jī)械波B．只有像電子、質(zhì)子、中子這樣的微觀粒子才具有波動(dòng)性C．德布羅意認(rèn)為，任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的物體，小到電子、質(zhì)子，大到行星、太陽都具有一種波和它對(duì)應(yīng)，這種波叫做物質(zhì)波D．宏觀物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，看不到它的衍射或干涉現(xiàn)象，所以宏觀物體運(yùn)動(dòng)時(shí)不具有波動(dòng)性
分析：物質(zhì)波是一切運(yùn)動(dòng)著的物體所具有的波，與機(jī)械波性質(zhì)不同，宏觀物體也具有波動(dòng)性，只是干涉、衍射現(xiàn)象不明顯。【點(diǎn)評(píng)】　(1)一切運(yùn)動(dòng)的物體都具有波動(dòng)性；(2)物質(zhì)波與機(jī)械波性質(zhì)不同；(3)宏觀物體質(zhì)量大動(dòng)量大，波長極小，難觀測(cè)，但不能認(rèn)為沒有波動(dòng)性．
1．根據(jù)物質(zhì)波理論，以下說法中正確的是(　　)A．微觀粒子有波動(dòng)性，宏觀物體沒有波動(dòng)性B．宏觀物體和微觀粒子都具有波動(dòng)性C．宏觀物體的波動(dòng)性不易被人觀察到是因?yàn)樗牟ㄩL太長D．速度相同的質(zhì)子和電子相比，電子的波動(dòng)性更為明顯
2.（多選）以下說法正確的是（ ?。〢. 康普頓研究黑體輻射提出量子說B. 愛因斯坦發(fā)現(xiàn)光電效應(yīng)并提出著名的光電效應(yīng)方程C. 何一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的物體都有一種波和它對(duì)應(yīng)，這就是德布羅意波D. 光的波粒二象性應(yīng)理解為：個(gè)別光子的行為易表現(xiàn)為粒子性，大量光子的行為易表現(xiàn)為波動(dòng)性
1.波粒二象性是微觀世界的基本特征，以下說法正確的有（）A．黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律可用光的波動(dòng)性解釋B．光電效應(yīng)現(xiàn)象揭示了光具有粒子性C．康普頓效應(yīng)揭示了光具有波動(dòng)性D．動(dòng)能相等的質(zhì)子和電子，它們的德布羅意波長也相等
2.下列關(guān)于實(shí)物粒子、光的波粒二象性說法正確的是（　）A．對(duì)于同種金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)時(shí)，照射光的頻率越大，逸出光電子的初動(dòng)能也越大B．德布羅意首先提出了物質(zhì)波的猜想，而電子衍射實(shí)驗(yàn)證實(shí)了他的猜想C．人們常利用熱中子研究晶體的結(jié)構(gòu)，因?yàn)闊嶂凶拥牡虏剂_意波長與晶體中原子間距大致相同D．門鏡可以擴(kuò)大視野是利用光的衍射現(xiàn)象
3.在X射線管中，由陰極發(fā)射的電子被加速后打到陽極，會(huì)產(chǎn)生包括X光在內(nèi)的各種能量的光子，其中光子能量的最大值等于電子的動(dòng)能。已知陽極與陰極之間的電勢(shì)差U、普朗克常數(shù)h、電子電量e和光速c，則可知該X射線管發(fā)出的X光的（　?。?br/>4.下列說法中正確的是（　　）A. 質(zhì)量大的粒子，其德布羅意波長小B. 速度大的粒子，其德布羅意波長小C. 動(dòng)量大的粒子，其德布羅意波長小D. 動(dòng)能大的粒子，其德布羅意波長小
黑體輻射中的“紫外災(zāi)難”
光電效應(yīng)的一些現(xiàn)象無法用經(jīng)典波動(dòng)理論解釋
氫原子光譜的分立特征無法用經(jīng)典理論解釋
一系列理論都和普朗克常量緊密相關(guān)
這些理論之間存在著緊密的內(nèi)在聯(lián)系
存在著統(tǒng)一描述微觀世界行為的普遍性規(guī)律
1925年，德國物理學(xué)家海森堡和玻恩等人建立了矩陣力學(xué)。??
1926年，奧地利物理學(xué)家薛定諤提出了物質(zhì)波滿足的方程——薛定諤方程。
海森堡1901-1976，德國
玻恩1882-1970，德國
薛定諤1887-1961，奧地利
1926年，薛定諤和美國物理學(xué)家?？ㄌ睾芸煊肿C明
同一種理論的兩種表達(dá)方式
隨后數(shù)年，在以玻恩、海森堡、薛定諤以及英國的狄拉克和奧地利的泡利為代表的眾多物理學(xué)家的共同努力下，描述微觀世界行為的理論被逐步完善并最終完整地建立起來，它被稱為量子力學(xué)（ quantum mechanics）。
推動(dòng)核物理和粒子物理的發(fā)展
使我們認(rèn)識(shí)了微觀層次的物質(zhì)結(jié)構(gòu)
促進(jìn)天文學(xué)和宇宙學(xué)的研究
驚奇地發(fā)現(xiàn)，最微觀層次和最宏觀層次的規(guī)律，竟有著緊密的聯(lián)系?。?！
“這是人們第一次利用太陽以外的能量?！?br/>讓人們成功地認(rèn)識(shí)并利用了原子核反應(yīng)堆所釋放的能量——核能。
發(fā)展了各式各樣的對(duì)原子和電磁場(chǎng)進(jìn)行精確操控和測(cè)量的技術(shù)，如激光、核磁共振、原子鐘等等。
以激光為載體的光纖網(wǎng)絡(luò)使我們實(shí)現(xiàn)了即時(shí)通信
推動(dòng)原子、分子物理和光學(xué)的發(fā)展
核磁共振技術(shù)被用于醫(yī)學(xué)診斷
激光技術(shù) 使我們獲得了純凈可控的光源
原子鐘利用原子為電磁波校準(zhǔn)頻率，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)時(shí)間的高精度測(cè)量。
在日常生活和國家安全中發(fā)揮巨大作用的衛(wèi)星定位技術(shù)，其核心部件就是原子鐘。
了解了固體中電子運(yùn)行的規(guī)律，并弄清了為什么固體有導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體之分。
對(duì)電路進(jìn)行操控，速度和可靠性都遠(yuǎn)勝過去的電子管，而體積則小得多。
體積小且功能強(qiáng)大的電子計(jì)算機(jī)
1931 電子顯微鏡
1938 核磁共振
1942 核反應(yīng)堆
1948 晶體管
1949 原子鐘
1962 發(fā)光二極管
20世紀(jì)90年代基于巨磁阻效應(yīng)的高性能信息存儲(chǔ)技術(shù)
量子力學(xué)推動(dòng)的若干重要技術(shù)的誕生年份
量子力學(xué)的創(chuàng)立和索爾維會(huì)議

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