屆高考物理核心要點(diǎn)突破系列課件：第章第四節(jié)《物質(zhì)波》人教選修

第四節(jié)物質(zhì)波

第五節(jié)不確定關(guān)系(略)

核心要點(diǎn)突破課堂互動(dòng)講練知能優(yōu)化訓(xùn)練第四節(jié)課前自主學(xué)案目標(biāo)概覽目標(biāo)概覽學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.知道實(shí)物粒子和光子一樣具有波粒二象性．2．知道德布羅意波波長和粒子動(dòng)量的關(guān)系．3．了解牛頓力學(xué)的局限性．重點(diǎn)難點(diǎn)：1.對物質(zhì)波的認(rèn)識．2．利用德布羅意波長公式計(jì)算物質(zhì)波波長．課前自主學(xué)案一、物質(zhì)波1．物理學(xué)把物質(zhì)分為兩大類，一類是質(zhì)子、電子等，稱做__________；另一類是電場、磁場等，統(tǒng)稱場，光是傳播著的_________．實(shí)物電磁場2．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，都有一種波與它對應(yīng)，波長λ＝______，這種波叫___________，也叫德布羅意波．宏觀物體的德布羅意波長比微觀粒子的波長小得多．物質(zhì)波二、牛頓力學(xué)的局限性1．牛頓力學(xué)不能解釋實(shí)物粒子的___________．2．牛頓定律適用條件：___________________運(yùn)動(dòng)(即波動(dòng)性不明顯的實(shí)物粒子的運(yùn)動(dòng))．物質(zhì)波宏觀物體的低速三、氫原子的電子云在玻爾理論中，認(rèn)為核外電子在不同的軌道上繞核旋轉(zhuǎn)，后來人們認(rèn)識到這種假說是不完善的．在現(xiàn)代的量子力學(xué)中認(rèn)為，核外電子并沒有確定的軌道，玻爾的電子軌道，只不過是電子出現(xiàn)_________最大的地方，把電子的概率分布用圖象來表示，用小黑點(diǎn)的疏密程度代表概率的大小，其結(jié)果如同電子在原子核周圍形成云霧，稱為“_____________”．概率電子云一、對物質(zhì)波的認(rèn)識1．對物質(zhì)波的認(rèn)識我們平時(shí)所看到的宏觀物體，其運(yùn)動(dòng)時(shí)，我們看不出它們的波動(dòng)性來，但也有一個(gè)波長與之對應(yīng)．例如飛行子彈的波長約為10－34m，這個(gè)波長實(shí)在是太小了．核心要點(diǎn)突破波粒二象性是微觀粒子的特殊規(guī)律，一切微觀粒子都存在波動(dòng)性；宏觀物體也存在波動(dòng)性，只是波長太小，難以觀測．德布羅意波也是概率波，衍射圖樣中的亮圓是電子落點(diǎn)概率大的地方，但概率的大小受波動(dòng)規(guī)律的支配．2．物質(zhì)波的觀測1927年，美國兩位學(xué)者受到德布羅意的啟示，在實(shí)驗(yàn)室中首次觀察到了電子束的衍射圖樣，從而證實(shí)了德布羅意的假設(shè)．如圖21－4－1為電子束通過鋁箔時(shí)的衍射圖樣．圖21－4－1二、牛頓力學(xué)的局限性1．在宏觀領(lǐng)域，只要知道物體某一時(shí)刻的位置、速度、受力情況，就可用牛頓定律確定以后任一時(shí)刻的位置和速度．在微觀領(lǐng)域，粒子的位置是測不準(zhǔn)的，實(shí)物粒子在空間的位置分布概率受波動(dòng)規(guī)律支配．2．由于牛頓定律是在研究宏觀物體低速運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)上總結(jié)出來的，故僅適用于宏觀物體的低速運(yùn)動(dòng)．特別提醒：(1)牛頓力學(xué)適用于宏觀物體的低速運(yùn)動(dòng)；牛頓力學(xué)不適用于微觀物體的運(yùn)動(dòng)．(2)研究微觀粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律用量子力學(xué)，研究高速運(yùn)動(dòng)的宏觀物體用相對論力學(xué)．課堂互動(dòng)講練對物質(zhì)波的認(rèn)識例1 下列關(guān)于物質(zhì)波的認(rèn)識，正確的是(

)A．任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)的物體都有一種波和它對應(yīng)，這就是物質(zhì)波B．X光的衍射證實(shí)了物質(zhì)波的假設(shè)是正確的C．電子的衍射證實(shí)了物質(zhì)波的假設(shè)是正確的D．物質(zhì)波是一種概率波【思路點(diǎn)撥】區(qū)別德布羅意波和電磁波、機(jī)械波．【解析】由德布羅意波的定義可知，任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)的物體都有一種波與它對應(yīng)．德布羅意波(即物質(zhì)波)是一種概率波，電子的運(yùn)動(dòng)是絕對的，故A、D對．電子的衍射證實(shí)了物質(zhì)波的存在，故C對．【答案】

ACD【點(diǎn)評】注意區(qū)別物質(zhì)波和光波，并知道一般宏觀物體的物質(zhì)波波長很短，我們不易觀察到它的波動(dòng)性，也要領(lǐng)會物質(zhì)波是一種概率波的觀點(diǎn)．變式訓(xùn)練1

關(guān)于物質(zhì)波，正確的認(rèn)識是(

)A．只要是運(yùn)動(dòng)著的物體，不論是宏觀物體，還是微觀粒子，都有相應(yīng)的波與其對應(yīng)，這就是物質(zhì)波B．只有運(yùn)動(dòng)著的微觀粒子才有物質(zhì)波，對于宏觀物體，不論其是否運(yùn)動(dòng)，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長太小，所以無法觀察到它們的波動(dòng)性D．電子束照射到金屬晶體上得到了電子束的衍射圖樣，從而證實(shí)了德布羅意的假設(shè)是正確的德布羅意公式及應(yīng)用例2(1富)電子正的電夠荷量采是1.翁6×10－19C，質(zhì)荒量是0.啊91×10－30kg，經(jīng)余過20錢0棍V電勢脖差加焰速的欲電子貨獲得目能量旋，求膛：電墨子的異德布午羅意巡壽波長粘．(2失)估算鉛運(yùn)動(dòng)爽員跑要百米韻時(shí)的震德布蜜羅意完波長逢．為卻什么輔我們鴿觀察采不到剝運(yùn)動(dòng)梯員的采波動(dòng)悔性？【答案】(1疫)8予.7×10－11m(2強(qiáng))1循.1×10－36m因?yàn)榕f運(yùn)動(dòng)野員的市德布進(jìn)羅意享波長蛇太短也，所雷以我習(xí)們很危難觀殊察到【點(diǎn)評】宏觀準(zhǔn)物體賠的德教布羅箭意波駕長比少微觀穴粒子供的波肉長小宰得多哥，只柔有波瘡長和籌障礙煌物的悲大小孫相差谷不多減，或盾波長斃大于逼障礙烈物時(shí)臂，才返能表卡現(xiàn)出辨明顯治的衍清射現(xiàn)則象．霸由于哥宏觀幟物體有的德齡布羅上意波恨長太唯小，勢所以泄很難霜觀察魯?shù)剿鑲兊拇洳▌?dòng)病性．變式癥訓(xùn)練2金屬獨(dú)晶體違中晶困格大嗽小的稍數(shù)量擾級為10－10m.電子卷經(jīng)加臨速電姑場加莫速后科，形細(xì)成一瘦電子輔束．糾電子克束照便射該端金屬倚晶體串時(shí)，那獲得拿明顯禽的衍饑射圖兔樣．蛋問這默個(gè)加紹速電仿場的觸電壓戴約為楊多少國？解析賽：當(dāng)電喪子運(yùn)獄動(dòng)的者德布襲羅意呆波長泄與晶允格大剪小差丙不多府時(shí)，零可以顏得到善明顯區(qū)的衍輔射圖