高中物理人教版 (新课标)选修3选修3-5第十七章 波粒二象性3 崭新的一页：粒子的波动性课文ppt课件

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17.3《崭新的一页： 粒子的波动性》
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
德布罗意 (due de Brglie, 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的粒子与频率为v、波长为的波相联系，并遵从以下关系：
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它对应，该波的波长λ= 。
【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m≈50kg ，百米跑时速度v≈7m/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=6.63×, 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。
h= 6.63×10-34
= 1.0×10-40m
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所描述的粒子性，同时也具有以频率n和波长l所描述的波动性。
L.V.德布罗意 电子波动性的理论研究
1929诺贝尔物理学奖
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
电子射线经晶体的衍射图