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1、高中物理新人教版 选修- 5系列课件17.3崭新的一页： 粒子的波动性教学目标 1、知识与技能： 了解光的波粒二象性；了解粒子的波动性 2、过程与方法： 培养学生的观察、分析能力。 3、情感态度与价值观：培养学生严谨的科学态度，正确地获取知识的 方法。 【重点难点】 1、重点：粒子波动性的理解 2、难点：对德布罗意波的实验验证德布罗意波 波粒二象性1、德布罗意波（物质波）De . Broglie 1923年发表了题为“波和粒子”的论 文，提出了物质波的概念。他认为，“整个世纪以来（指19世纪）在光学中比起波动的研究方法来，如果说是过于忽视了粒子的研究 方法的话，那末在实物的理论中，是否发生了相
2、反的错 误呢？是不是我们把粒子的图象想得太多，而过分忽略 了波的图象呢” 一、德布罗意的物质波德布罗意 (due de Broglie, 1892-1960) 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。1923年，德布罗意试图把粒子性和 波动性统一起来。1924年，在博士论文 关于量子理论的研究中提出德布罗 意波,同时提出用电子在晶体上作衍射实 验的想法。爱因斯坦觉察到德布罗意物质波思 想的重大意义，誉之为“揭开一幅大幕的 一角”。法国物理学家，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。能量为E、动量为p的粒子
3、与频率为v、波长为的 波相联系，并遵从以下关系：E=mc2=hv 这种和实物粒子相联系的波称为德布罗意波(物质 波或概率波),其波长称为德布罗意波长。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，并都满足德布洛意关 系。一颗子弹、一个足球有没有波动性呢？质量 m = 0.01kg，速度 v = 300 m/s 的子弹的德布洛意 波长为 计算结果表明，子弹的波长小到实验难以测量的程度。 所以，宏观物体只表现出粒子性。由光的波粒二象性的思想推广到微观粒子和任何运 动着的物体上去，得出物质波（德布罗意波）的概 念：任何一个运动着的物体都有一种波与
4、它对应， 该波的波长= 。 【例1】试估算一个中学生在跑百米时的德布罗意 波的波长。解：估计一个中学生的质量m50kg ，百米跑 时速度v7m/s ，则由计算结果看出，宏观物体的物质波波长非常小，所以很难 表现出其波动性。例题2 (1)电子动能Ek=100eV；(2)子弹动量 p=6.63106kg.m.s-1, 求德布罗意波长。解 (1)因电子动能较小，速度较小，可用非相对 论公式求解。=1.23(2)子弹:h= 6.6310-34= 1.010-40m可见，只有微观粒子的波动性较显著；而宏观 粒子(如子弹)的波动性根本测不出来。一个质量为m的实物粒子以速率v 运动时，即具有以能量E和动量P
5、所描述的粒子性，同时也具有以频率n和波长所描述的波动性。德布罗意关系如速度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：如电子m=9.110-31Kg，速 度v=5.0107m/s, 对应的德 布罗意波长为：太小测不到！X射线波段2、戴维逊革末实验1927年，Davisson和Germer 进行了电子衍射实验。（该实验荣获1937年Nobel 物理学奖）戴维逊-革末实验 电子衍射实验电子束垂直入射到镍单晶的水平面上 ，在 散射方 向上探测到一个强度 极大。 （可用晶 体对X射线的衍射方法来分析）L.V.德布罗意 电子波动性的理论 研究1929诺贝尔物理学奖
6、 C.J.戴维孙 通过实验发现晶体对电子的衍射作用1937诺贝尔物理学奖X射线经晶体的衍射图电子射线经晶体的衍射图类似的实验：1927年，汤姆逊电子衍射实验1960年，C.Jonson的电子双缝干涉实验后来的实验证明原子、分子、中子等微观粒子也具 有波动性。德布罗意公式成为揭示微观粒子波粒二象性的统 一性的基本公式，1929年，De Broglie因发现电子波而荣 获Nobel 物理学奖。电子显微镜； http:/ 金坛人才网 hwh80jyd 来哉？”乐韵叩头称是。“你们 ，最近有什么打算？”明秀徐徐问道。这就是给乐韵一个效忠的机会。乐韵立即回答：“我们 让几位大娘把最 近三年册子都报过来，
7、给她看成例。”同明秀了解的一式一样。明秀又问：“你们 看下来，心里头有了谱？”乐韵答道：“回四 的话，几本死 簿子看下来，恕奴婢放肆，哪那么容易就能通晓呢？要那么容易，当初嘉颜和宝音姐姐，也不用两个人没白没黑的熬折。”说在明秀的心坎上。 明秀又问：“然则你们 打算怎么办呢？”“谁知道？”乐韵竹筒倒豆子，一五一十全交代出来，“她脸皮薄，又不爱问人。就算问人，大娘们一 来没这个精力从头说起，二来也未必高兴什么细节都报她知道。她自己坐在房间里，想想，下个令。下的令倒是也没什么差的啦！总之叫人备几 只鸡鸭、检点猪杀了没、鱼糟上没。但三天才下两个令的样子，婢子在旁边看着都担心，到那一天，那么多明面上暗面
8、上要的活计，就能自动到 位？老太太可说了，这次没有 发话，下头一样不能擅专。她不发话，什么东西出得来？”又说在明秀心坎上。老太太存心要看两位 通盘筹划的 能力，件件事都要她们亲自出手，尸位素餐可行不通。这会儿明秀信乐韵可用了，筱筱也已送走了文大娘回来。明秀给筱筱一个示意，筱筱取出 银票来，锦城、栖城等西南一带城池，共十家最大商行牵头发署、近百家殷实商户签押作保的宝票，半新不旧的沉着票面，目光落在上面就让人 生起一种“通汇保付”的安全感。明秀亲手把银票交给乐韵，乐韵不敢接，明秀牵起乐韵的手，郑重把银票压在她手心上：“拿去吧！你爹那样 ，需要花钱。”乐韵感动得双唇颤抖，又给明秀磕了个头，明秀扶起她
9、来，软言款语：“别害怕了。从今以后，就都好了。”叮咛乐韵再有任何 情报，都得第一时间回报乐韵，乐韵都应下了，正待告退，明秀似笑非笑忽问一句：“对了，笙妹妹的雨屐，是你负责检查里头有没有石子儿？ ”乐韵心肝一颤，复跪下道：“回四 的话，是洛月。表 身边诸样事物，都是她盯着。那天巧了，她看我们 的雨屐被众人挤得连廊阶太远，要去 拿进来一点，好叫 套起来方便，一拿，阳光一映，她看到个尖东西，就取出来，告诉表 ，表 拿在手里看着，送汤的来了，表 就说，扎套上去 。谁欺负我？叫她看着，醒醒”胆怯的瞄明秀一眼，“醒醒眼睛”明秀安然的“哦”了一声，仿佛这石头跟她没任何关系似的，道：“ 你们家 ，怎的叫起表 来？没的这般生份！”便让乐韵下去了。筱筱送乐韵出来，替她理了理衣裳头发，反复叮咛乐韵万事小心，只要办好差， 绝受不了亏待。乐韵回到宝音院子，洛月还在劳作，宝音亲自披着氅子、倚在门帘边望她。乐韵慌慌的
