1、第3节 粒子的波动性 第17章 波粒二象性 人教版高中物理选修3-5 电子通过缝之后为什么不 是直线运动？ 课堂引入 密立根 光电效应实验 1672 牛顿牛顿 微粒说微粒说 T/年 惠更斯波动惠更斯波动 说说 1690 麦克斯韦电磁麦克斯韦电磁 说说 1864 1905 爱因斯坦光子爱因斯坦光子 说说 波动性波动性粒子性粒子性 1801 托马斯杨 双缝干涉 实验 1814 菲涅耳 衍射实验 赫兹 电磁波实验 1888 赫兹 发现光电效应 1916 1922 康普顿效应 牛顿微粒说占 主导地位 波动说 渐成真理 光学发展史导学 17世纪明确形成了 两大对立学说 牛顿 惠更斯 微粒说 波动说 19
2、世纪初证明了 波动说的正确性 由于波动说没有数 学基础以及牛顿的 威望使得微粒说一 直占上风 19世纪末光电效应现象使得爱 因斯坦在20世纪初提出了光子 说：光具有粒子性 对光学的研究 从很早就开始了 光学发展史导学 电磁波光 子 光的波动性光的粒子性 波长 频率 波速 动质量 能量 动量 光的干涉 光的衍射 光的偏振 光电效应 康普顿效应 光具有波粒二象性。 普朗克常量h是联系 描述粒子的物理量 和描述波动的物理 量的桥梁。 一、光的波粒二象性 【典例1】对光的行为,下列说法正确的是( ) A.个别光子的行为表现为粒子性,大量光子的行为表现为 波动性 B.光的波动性是光的一种特性,不是光子之
3、间的相互作用 引起的 C.光表现出波动性时,就不具有粒子性了,光表现出粒子性 时,就不具有波动性了 D.光的波粒二象性应理解为:在某种场合下光的波动性显 著,在另外某种场合下,光的粒子性显著 ABD 典型例题 光是一种电磁波，也具有粒子性，那实物粒子 是否具有波动性呢？ 【小组讨论】 经典物理学： 1.物质 实物粒子：质子、电子等 场：电场、磁场等 2.电磁波是运动中的电磁场 二、粒子的波动性 物理学家德布罗意指出实物粒子也具有波动性。 每一个运动的粒子都与一个对应的波相联系。 与实物粒子相联系的波称为德布罗意波，也称为物质波。 二、粒子的波动性 下面我们来详细的了解一下德布罗意 1.一切运动
4、着的物体都具有波动性，宏观物体观察不到其波动性并不否定其波 动性 2.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 要以宏观观念中的波来理解德布罗意波 3.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 三、对物质波的理解 1927年G.P.汤姆孙（J.J.汤姆孙之子 ）与 C.J.戴维森分别利用晶体独立完 成了电子束衍射实验。共获 1937年 诺贝尔物理学奖。 屏 P 多晶 薄膜 高压 栅 极 阴极 此后，人们相继证实了原子、分子、中 子等都具有波动性。 四、物质波的实验验证 【典例2】.下列说法中正确的是( ) A.质量大的物体,其德布罗意波长小 B.质量小的物体,其德布罗意波长小 C.动量大的物体,其德布罗意波长小 D.速度大的物体,其德布罗意波长小 C 典型例题 【典例3】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，这就是物质波 BX光的衍射证实了物质波的假设是正确的 C电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 C 典型例题 光的波粒二象性 光的本性 光子的动量和能量 粒子的波动性 德布罗意波（物质波） 物质波的波长 和频率 课堂小结