物理粵教版選修3-5學(xué)案第2章第五節(jié)德布羅意波含解析

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精第五節(jié)德布羅意波重點難學(xué)習(xí)目標點重點:對1．知道實物粒子擁有德布羅顛簸性．意波的2．知道光波和物質(zhì)波理解．都是概率波．難點：準3．理解德布羅意波,會確理解講解相關(guān)現(xiàn)象．對應(yīng)的4．知道電子云，認識公式，并“不確定性關(guān)系"的具熟練應(yīng)體含義．用．1．德布羅意波假說任何一個實物粒子都和一種波相對應(yīng)，這種波被稱為__________，也稱物質(zhì)波．預(yù)習(xí)交流1射擊運動員射擊時會由于子彈的顛簸性而“失準”嗎?為什么？依照現(xiàn)實情況下子彈質(zhì)量、速度大小所對應(yīng)的德布羅意波波長來做定性說明．2．電子衍射________的發(fā)現(xiàn)證了然德布羅意波假說，實驗表示，其他______微觀粒子也都擁有顛簸性．3．電子云當原子處于牢固狀態(tài)時，電子會形成一個牢固的概率分布，這種概率分布稱為________．學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精4．不確定關(guān)系的表達式實驗發(fā)現(xiàn)，對光子地址的測量越精確,其______的不確定性就越大，反之亦然．微觀粒子的不確定性關(guān)系的表達式為____________．預(yù)習(xí)交流2“在微觀物理學(xué)中，由于我們不能能同時正確地知道某個粒子的地址和動量，粒子出現(xiàn)的地址是無規(guī)律可循的．"你認為呢?在預(yù)習(xí)中還有哪些問題需要你在聽課時加以關(guān)注？請在以下表格中做個備忘吧！我的學(xué)困點我的學(xué)疑點答案：1．德布羅意波預(yù)習(xí)交流1：答案：不會．由于宏觀的子彈質(zhì)量和速度較大，動量較大，德布羅意波波長特別小．2．電子衍射所有3．電子云4．動量xp≥錯誤!預(yù)習(xí)交流2:答案：誠然我們不能能同時正確地知道某個粒子的地址和動量，但粒子的運動卻有規(guī)律可循，那就是統(tǒng)計規(guī)律，比方,衍射的亮斑地址就是粒子出現(xiàn)概率大的地址．一、理解德布羅意波1．德布羅意認為任何運動著的物體均有顛簸性，可是我們觀察學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精運動著的汽車，并未感覺到它的顛簸性,你怎樣理解該問題，談?wù)勛约旱恼J識．2．德布羅意波波長與動量的關(guān)系是怎樣的？3．描述波的物理量及顛簸特有的現(xiàn)象是什么？粒子擁有哪些特征?4．宏觀物體也擁有波粒二象性嗎？(2011·安慶高二檢測）在一束電子中，電子的動能為200eV，忽略相對論效應(yīng),求此電子的德布羅意波波長λ．德布羅意關(guān)于波粒二象性的思辨過程德布羅意從前，人們對自然界的認識,只限制于兩種基本的物質(zhì)種類：實物和場．可是，好多實驗結(jié)果之間出現(xiàn)了難以講解的矛盾．物理學(xué)家們相信，這些表面上的矛盾，必定有其深刻的根源．1923年，德布羅意最早想到了這個問題，并且英勇地設(shè)想，人們關(guān)于光子建h立起來的兩個關(guān)系式ε＝hν，p＝mv＝會不會也適用于實物粒子．如λ果成立的話，實物粒子也同樣擁有顛簸性．二、理解不確定性關(guān)系1．有人說：在微觀物理學(xué)中，由于我們不能能同時正確地知道某個粒子的地址和動量,粒子出現(xiàn)的地址是無規(guī)律可循的．這種說法對嗎？為什么？談一談你的見解．2．既然單個粒子的運動情況不能預(yù)知，為什么還要研究粒子的運動規(guī)律？3．談?wù)勀銓Φ刂泛蛣恿康牟淮_定性關(guān)系xp≥錯誤!的理解．一顆質(zhì)量為10g的子彈，擁有200m/s的速率,若其動量的不確定范圍為其動量的0.01％（這在宏觀范圍是十分精確的了），則該子彈地址的不確定范圍為多大？學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精不確定性關(guān)系不是說微觀粒子的坐標測嚴禁，也不是說微觀粒子的動量測嚴禁,更不是說微觀粒子的坐標和動量都測嚴禁，而是說微觀粒子的坐標和動量不能夠同時測準．不確定性關(guān)系是自然界的一條客觀規(guī)律，不是測量技術(shù)和主觀能力的問題．1．關(guān)于物質(zhì)波的認識，錯誤的選項是（）．A．只若是運動著的物體，不論是宏觀物體還是微觀粒子，都有相應(yīng)的顛簸性，這就是物質(zhì)波B．只有運動著的微觀粒子才有與之對應(yīng)的物質(zhì)波，關(guān)于宏觀物體,不論其可否運動，都沒有相對應(yīng)的物質(zhì)波C．由于宏觀物體的德布羅意波波長太小,因此無法觀察到它們的顛簸性．電子束照射到金屬晶體上獲取了電子束的衍射圖樣，從而證了然德布羅意的假設(shè)是正確的2．在歷史上,最早證了然德布羅意波存在的實驗是（)．A．弱光衍射實驗B．電子束在晶體上的衍射實驗C．弱光干預(yù)實驗D．以上選項都不正確3．關(guān)于電子云，以下說法正確的選項是（A．電子云是真實存在的實體

）．B．電子云周圍的小黑點就是電子的真實地址C．電子云上的小黑點表示的是電子的概率分布．電子云說明電子在繞原子核運動時有固定軌道4．試估計質(zhì)量為1000kg的汽車，以10m/s運動時的德布羅意波波長．5．電子經(jīng)電勢差為U＝200V的電場加速,在v≤c的情況下，求此電子的德布羅意波波長．學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精提示：用最精華的語言把你當堂掌握的核心知識的精華部分和基本技術(shù)的要領(lǐng)部分寫下來并進行識記．知識精華技術(shù)要領(lǐng)答案:活動與研究1：1．答案：所有微觀粒子都存在顛簸性,宏觀物體（汽車）也存在顛簸性，可是由于宏觀物體質(zhì)量大，動量大，波長短，難以觀察，而微觀實物粒子如電子、質(zhì)子、中子以及原子、分子的顛簸性為宏觀物體擁有顛簸性確定了事實基礎(chǔ)．2．答案：若是用動量p來表征實物粒子的粒子性,用波長λ來表征實物粒子的顛簸性．那么，對光適用的關(guān)系式也適用于實物粒子,即：λ＝錯誤!，這種與實物粒子相聯(lián)系的波此后稱為德布羅意波，也叫做物質(zhì)波．其中λ是德布羅意波波長，h是普朗克常量，p是相應(yīng)的實物粒子的動量．3．答案:描述波的物理量有：波長、頻率和波速．顛簸特有的現(xiàn)象是：干預(yù)、衍射等．描述粒子的物理量有質(zhì)量、能量、動量等，還擁有與其他物質(zhì)碰撞、入射、貫穿結(jié)合等作用特色．4．答案：電子、質(zhì)子等微觀粒子擁有波粒二象性已經(jīng)是無可爭議的事實，由于，人們已經(jīng)經(jīng)過實驗觀察到了它們的干預(yù)和衍射等現(xiàn)象．宏觀物體由于運動動量較大，依照德布羅意波波長與動量的關(guān)系λ＝錯誤!,波長特別特別小，盡管不簡單觀察到它們的干預(yù)、衍射等波的現(xiàn)象，但它們依舊擁有顛簸性，有它們的波長，因此宏觀物體學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精也擁有波粒二象性．遷移與應(yīng)用1：答案：見解析剖析：忽略相對論效應(yīng),電子的動能為:Ek＝錯誤!mv2①電子的動量為：p＝mv②電子的德布羅意波波長為:λ＝錯誤!③－11代入數(shù)據(jù)得：λ＝8.7×10m．活動與研究2：1．答案：不對．由xp≥錯誤!可知，誠然我們不能夠正確地知道單個粒子的實質(zhì)運動情況，但粒子出現(xiàn)的地址其實不是無規(guī)律可循的．我們能夠依照大量粒子運動的統(tǒng)計規(guī)律知道粒子在某點出現(xiàn)的概率．2．答案：由不確定性關(guān)系可知，我們不能夠正確預(yù)知單個粒子的實質(zhì)運動情況，可是大量粒子運動的統(tǒng)計規(guī)律是能夠正確預(yù)知的，能夠從宏觀上對一個系統(tǒng)進行干預(yù)和控制．3．答案：由xp≥錯誤!能夠知道，在微觀領(lǐng)域，要正確地測定粒子的地址，動量的不確定性就變大；反之，要正確確定粒子的動量，那么地址的不確定性就變大．如將狹縫變成寬縫，粒子的動量能被精確測定(能夠為此時不發(fā)生衍射）,但粒子經(jīng)過縫的地址的不確定性卻增大了;反之取狹縫x→0，粒子的地址測定精確了,但衍射范圍會隨x的減小而增大，這時動量的測定就更加不正確了．遷移與應(yīng)用2:答案:見解析剖析:子彈的動量為p＝mv＝0。01×200kg·m/s＝2.0kg·m/s動量的不確定范圍為：p＝0。01%×p－4·m/s＝1.0×10×2.0kg42.0×10kg·m/s由不確定關(guān)系式xp≥錯誤!，得子彈地址的不確定范圍x≥錯誤!學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精＝錯誤!m312.6×10m．當堂檢測1．B剖析:所有運動的物體都擁有顛簸性，可是宏觀物體的德布羅意波波長很短，無法觀察到它們的顛簸性．2．B剖析：最早證明德布羅意波假說的是電子束在晶體上的衍射實驗．故B正確．3．C剖析：由電子云的定義我們知道，電子云不是一種牢固的概率分布，在歷史上，人們常用小圓點表示這種概率，小圓點的密疏代表電子在這一地址出現(xiàn)的概率大