《（教科版）选修3-5物理 4.4-5《实物粒子的波粒二象性、不确定关系》课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（教科版）选修3-5物理 4.4-5《实物粒子的波粒二象性、不确定关系》课件（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、预习导学 4 实物粒子的波粒二象性 5 不确定关系预习导学 课堂讲义高中物理 选修 3科版4 实物粒子的波粒二象性5 不确定关系预习导学 4 实物粒子的波粒二象性 5 不确定关系预习导学 课堂讲义目标定位 道德布罗意波的波长和粒子动量的关系 道粒子和光一样具有波粒二象性，了解电子波动性的实验验证 步了解不确定关系的内容，感受数学工具在物理学发展过程中的作用预习导学 4 实物粒子的波粒二象性 5 不确定关系预习导学 课堂讲义一、粒子的波动性1德布罗意波任何一个 _的物体都有一种波与它相对应，这种波叫_，也称为德布罗意波3电子波动性的实验证实(1)最早从实验上证实电子衍射现象的是美国的戴维孙和革末
2、，他们做了电子束在 _表面上散射的实验，观察到了2 物质波的波长、频率关系式： E p 运动物质波晶体预习导学 4 实物粒子的波粒二象性 5 不确定关系预习导学 课堂讲义和 次证实了电子的_性(2)_做电子束穿过多晶薄膜的衍射实验，也证实了电子的 _性二、氢原子中的电子云1定义：用点的多少表示的电子出现的 _分布2电子的分布：某一空间范围内电子出现概率 _的地方点多，电子出现概率 _的地方点少电子云反映了原子核外电子位置的不确定性，说明电子对应的波也是一种_波波动汤姆孙波动概率大小概率预习导学 4 实物粒子的波粒二象性 5 不确定关系预习导学 课堂讲义三 、 不确定关系1 定义 ：在经典物理学
3、中，一个质点的位置和动量是可以同时测定的，在微观物理学中，要同时测出微观粒子的位置和动量是不太可能的，这种关系叫 _关系3不确定关系在微观世界与宏观世界中的不同作用在微观世界里，由于粒子的 _性比较显著，粒子的不确定关系表现比较明显，但在宏观世界里，由于其德布罗意波长非常小，宏观粒子的 _性根本无法察觉，所以宏观物体的不确定关系不需要考虑 表达式： _ . 其中以 x 表示粒子位置的不确定量 ，以 p x 表示粒子在 x 方向上的动量的不确定量 ， h 是普朗克常量 堂讲义4 实物粒子的波粒二象性 5 不确定关系一、对物质波的理解1任何物体，小到电子、质子，大到行星、太阳都存在波动性，我们之所
4、以观察不到宏观物体的波动性，是因为宏观物体对应的波长太小的缘故3德布罗意假说是光子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2 物质波波长的计算公式为 频率公式为 h 课堂讲义预习导学 课堂讲义4 实物粒子的波粒二象性 5 不确定关系4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课堂讲义预习导学 课堂讲义4 实物粒子的波粒二象性 5 不确定关系【 例 1】 下列关于德布罗意波的认识，正确的解释是 ( )A任何一个物体都有一种波和它对应，
5、这就是物质波B 子的衍射证实了物质波的假设是正确的D宏观物体运动时，看不到它的衍射或干涉现象，所以宏观物体不具有波动性答案 堂讲义4 实物粒子的波粒二象性 5 不确定关系解析 运动的物体才具有波动性， 观物体由于动量太大，德布罗意波长太小，所以看不到它的干涉、衍射现象，但仍具有波动性， 光子，它的衍射不能证实物质波的存在， 有 堂讲义预习导学 课堂讲义4 实物粒子的波粒二象性 5 不确定关系【 例 2】 如果一个中子和一个质量为 10 03 m/它们的德布罗意波的波长分别是多大？(中子的质量为 10 27 朗克常量为 10 34Js)答案 10 10 m 10 35 子的动量为 1 ， 2 课
6、堂讲义预习导学 课堂讲义4 实物粒子的波粒二象性 5 不确定关系联立以上各式解得 1 v， 2 v将 m 1 10 27 v 103m /s h 10 34J s ， m 2 10 2代入上面两式可解得 1 10 10m ， 2 10 35m 课堂讲义预习导学 课堂讲义4 实物粒子的波粒二象性 5 不确定关系二、对不确定关系的理解1单缝衍射现象中，粒子在挡板左侧的位置是完全不确定的，即通过挡板前粒子的位置具有不确定性2单缝衍射现象中，粒子通过狭缝后，在垂直原来运动方向的动量是不确定的，即通过挡板后粒子的动量具有不确定性3 微观粒子运动的位置不确定量 x 和动量的不确定量 p x p x ， 其
7、中 h 是普朗克常量 ， 这个关系式叫不确定性关系 课堂讲义预习导学 课堂讲义4 实物粒子的波粒二象性 5 不确定关系4不确定性关系告诉我们，如果要更准确地确定粒子的位置(即 ，那么动量的测量一定会更不准确 (即 ，也就是说，不可能同时准确地知道粒子的位置和动量，也不可能用 “轨迹 ”来描述粒子的运动课堂讲义预习导学 课堂讲义4 实物粒子的波粒二象性 5 不确定关系【 例 3】 在单缝衍射实验中，若单缝宽度是 10 9 m，那么光子经过单缝发生衍射，动量不确定量是多少？答案 10 26 kgm/题意可知光子位置的不确定量x 10 9 m，解答本题需利用不确定性关系单缝宽度是光子经过狭缝的位置不
8、确定量，即 x 10 9 m，由 x p x 有： 1 10 9 m p x 6 10 34 J . 得 p x 5 10 26 m /s . 课堂讲义预习导学 课堂讲义4 实物粒子的波粒二象性 5 不确定关系针对训练 一颗质量为 10 有 200 m/其动量的不确定范围为其动量的 这在宏观范围是十分精确的 )，则该子弹位置的不确定量范围为多大？答案 10 31 子弹的动量 p m v 200 m /s 2 k g m /s ，动量的不确定范围 p x % p 2 10 4 m /s ； 由不确定关系 x p x ， 得子弹位置的不确定范围 x p x 10 344 2 10 4 m 10 31m. 预习导学 4 实物粒子的波粒二象性 5 不确定关系预习导学 课堂讲义再见
