1、 第四章 原子结构波粒二象性人教物理选择性必修3 粒子的波动性和量子力学的建立5 5麦克斯韦牛顿惠更斯托马斯杨菲涅耳海森伯普朗克康普顿德布罗意劳厄戴维孙G.P.汤姆孙玻恩一 粒子的波动性1.波粒二象性：，p粒子性，波动性h粒子性、波动性的桥梁2.粒子的波动性每一个运动的粒子都与对应的波长相联系，这种与实物粒子相联系的波，我们管这种波叫德布罗意波，也叫物质波.光既有波动性，又具有粒子性. hph 1）德布罗意波：2）物质波的波长：3）物质波的频率：ph h 1924年，德布罗意在博士学位论文中提出假设：实物粒子也具有波动性。这被认为是“没有科学特征的狂想曲”，看似疯狂，却能站得住脚。1892-1
2、9871892-1987，法国，法国德布罗意德布罗意2.物质波的实验验证戴维孙1881-1958，美国G.P.汤姆孙1892-1975，英国19271927年，年， 戴维孙和汤姆孙分别利用晶体做了电子束戴维孙和汤姆孙分别利用晶体做了电子束衍射实验，获得了衍射图样，证实了电子的波动性。衍射实验，获得了衍射图样，证实了电子的波动性。他们因此获得了他们因此获得了19371937年的诺贝尔物理学奖年的诺贝尔物理学奖. .1）实验思路：如果实物粒子具有波动性，则在一定条件下，如果实物粒子具有波动性，则在一定条件下，也应该发生干涉或衍射现象。也应该发生干涉或衍射现象。2）实验验证： 19291929年，年
3、， 德布罗意获得了诺贝尔物理德布罗意获得了诺贝尔物理学奖，成为以学位论文获得此殊荣的人学奖，成为以学位论文获得此殊荣的人. .宏观物体动量很大，德布罗意波的波长很短，根本无法观察到波动性。3）说明4）德布罗意提出物质波的观念被证实，表明实物粒子也具有波粒二象性。中子、质子、原子、分子具有波动性， 和 的关系同样正确。 h hp 1.经典物理学的疑难2.新理论的成功二、量子力学的建立和应用 普朗克黑体辐射理论、爱普朗克黑体辐射理论、爱因斯坦光电效应理论、康普顿因斯坦光电效应理论、康普顿散射理论、玻尔氢原子理论以散射理论、玻尔氢原子理论以及德布罗意物质波假说等一系及德布罗意物质波假说等一系列理论在
4、解释实验方面都取得列理论在解释实验方面都取得了成功。了成功。3量子力学：描述微观世界行为的理论。4.意义 量子力学的创立是物理学历史上的一次重要革命。它和相对论共量子力学的创立是物理学历史上的一次重要革命。它和相对论共同构成了同构成了2020世纪以来物理学的基础。世纪以来物理学的基础。5量子力学的应用2)量子力学推动了原子、分子物理和光学的发展。1)量子力学推动了核物理和粒子物理的发展。3)量子力学推动了固体物理的发展。课堂小结一、粒子的波动性二、量子力学的建立和应用1.建立2.意义3.应用 hph 课堂练习1.根据什么说光具有波粒二象性？2.一个电子和一个质子具有同样的动能时，它们的德布罗意
5、波长哪个大？粒子性：波动性：hmEpk2电子波长更长3.射击运动员射击时会因为子弹的波动而”失准“吗？为什么？根据现实情况下子弹质量、速度大小所对应的德布罗意波长来做定性说明不会.因为宏观的子弹质量、速度大，动量大，德布罗意波长非常小光电效应、康普顿粒子散射实验物质波的实验验证、双缝干涉实验、单缝衍射4.我们能感知光现象，是因为我们接收到了一定能量的光.一个频率是106Hz的无线电波的光子的能量是多大？一个频率是61014Hz的绿色光子和1018的光子的能量各是多大？结合以上光子能量的大小，从概率波的角度说明，为什么低频电磁波的波动性显著而高频电磁波的粒子性显著.无线电波光子：1=h1=6.6310-34106J=6.6310-28J绿色光子：2=h2=6.6310-3461014J=3.9810-19J光子：3=h3=6.6310-341018J=6.6310-16Jchhhp 由此可知，低频电磁波的能量小、动量小、波长长，高频电磁波的能量大、动量大、波长短.由概率波的波粒二象性特点可知，低频电磁波波动性显著，高频电磁波的粒子性显著.解析：再见再见
