粒子波动性课件.ppt

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1、粒子的波动性光电效应光电效应爱因斯坦的爱因斯坦的光子说光子说光光具有具有能量能量光的散射光的散射光在介质中与物质微粒相互作光在介质中与物质微粒相互作用用,因而因而传播方向发生改变传播方向发生改变,这这种现象叫做种现象叫做光的散射光的散射康普顿效应康普顿效应光子模型光子模型 1923年年康普顿康普顿在做在做 X 射线通过物质散射的实射线通过物质散射的实验时，发现验时，发现散射线散射线中除有与中除有与入射线波长相同入射线波长相同的的射线外，射线外，还有比入射线波长更长的射线还有比入射线波长更长的射线，其波，其波长的改变量与散射角长的改变量与散射角有关，而与入射线波长有关，而与入射线波长 和和散射物

2、质都无关。散射物质都无关。石墨对石墨对X射线散射射线散射康普顿效应康普顿效应说明说明光子光子具有具有动量动量光子的动量光子的动量质能方程质能方程一个光子一个光子的能量的能量动量动量P=mv伊普西伊普西隆隆动量动量、能量能量是描述是描述粒子粒子的的h是架起粒子性与波动性之间的是架起粒子性与波动性之间的桥梁桥梁频率频率和和波长波长则是用来描述则是用来描述波波的的光电效应、光电效应、康普顿效应康普顿效应说明光具有说明光具有粒粒子性子性光的干涉、衍射光的干涉、衍射说明光具有说明光具有波动性波动性光光具有具有波粒二象性波粒二象性实物粒子具有波动性吗？实物粒子具有波动性吗？阅读教材阅读教材P37P38二、

3、粒子的波二、粒子的波动动性及性及实验验证实验验证1.1.粒子的波粒子的波动动性性:(1)(1)德布德布罗罗意波意波:每一个每一个运运动动的粒子都与一个的粒子都与一个对对应应的波相的波相联联系系,这这种与种与实物粒子实物粒子相相联联系的波称系的波称为为德布德布罗罗意波意波,也叫也叫物物质质波波。(2)(2)物物质质波的波波的波长长 (3)(3)物物质质波的波的频频率率一颗子弹、一个足球有没有波动性呢？一颗子弹、一个足球有没有波动性呢？质量质量 m=0.01kg，速度，速度 v=300 m/s 的的子弹子弹的德布洛意波长为多少？的德布洛意波长为多少？它能表现出波动性吗？它能表现出波动性吗？一切实物

4、粒子都有波动性一切实物粒子都有波动性计算结果表明，子弹的波长小到实验难以测计算结果表明，子弹的波长小到实验难以测量的程度。量的程度。又例如：又例如：电子电子m=9.1 10-31Kg，速度，速度v=5.0 107m/s,对应的德布罗意波长为对应的德布罗意波长为多少？多少？X射线射线波段波段 可见，只有可见，只有微观粒子微观粒子的波动性的波动性较显较显著著；而；而宏观粒子宏观粒子(如子弹如子弹)的波动性的波动性根本测根本测不出来不出来。2.2.物物质质波的波的实验验证实验验证:(1)(1)实验实验探究思路探究思路:干涉干涉、衍射衍射是波特有的是波特有的现现象象,如如果果实实物粒子具有物粒子具有波

5、波动动性性,则则在一定条件下在一定条件下,也也应该发应该发生生干涉干涉或或衍射衍射现现象。象。(2)(2)实验验证实验验证:1927:1927年年戴戴维孙维孙和和汤汤姆姆孙孙分分别别利用利用晶体晶体做了做了电电子束衍射子束衍射的的实验实验,得到了得到了电电子的衍射子的衍射图样图样,证证实实了了电电子子的波的波动动性。性。(3)说明说明:人们陆续证实了人们陆续证实了质子质子、中子中子以及以及原原子子、分子分子的波动性。对于这些粒子的波动性。对于这些粒子,德布罗德布罗意给出的意给出的 和和 关系同样正确。关系同样正确。L.V.L.V.德布罗意德布罗意 电子波动性的理论电子波动性的理论研究研究192

6、9诺贝尔物理学奖诺贝尔物理学奖C.J.戴维孙戴维孙 通过实验发现通过实验发现晶体晶体对电子的衍射作用对电子的衍射作用1937诺贝尔物理学奖诺贝尔物理学奖电子显微镜电子显微镜要观察纳米级以下的微小结构，需要利用分辨率比要观察纳米级以下的微小结构，需要利用分辨率比光学显微镜更高的电子显微镜有关电子显微镜光学显微镜更高的电子显微镜有关电子显微镜的下列说法正确的是的下列说法正确的是()A它是利用了电子物质波的波长比可见光短，因它是利用了电子物质波的波长比可见光短，因此不容易发生明显衍射此不容易发生明显衍射B它是利用了电子物质波的波长比可见光长，因它是利用了电子物质波的波长比可见光长，因此不容易发生明显

7、衍射此不容易发生明显衍射C它是利用了电子物质波的波长比可见光短，因它是利用了电子物质波的波长比可见光短，因此更容易发生明显衍射此更容易发生明显衍射D它是利用了电子物质波的波长比可见光长，因它是利用了电子物质波的波长比可见光长，因此更容易发生明显衍射此更容易发生明显衍射用显微镜观看细微结构时，由于受到衍射现象用显微镜观看细微结构时，由于受到衍射现象的影响而观察不清，因此观察越细小的结构，的影响而观察不清，因此观察越细小的结构，就要求波长越短，波动性越弱，关于在加速就要求波长越短，波动性越弱，关于在加速电压值相同的情况下，电子显微镜与质子显电压值相同的情况下，电子显微镜与质子显微镜的分辨本领，下列判定正确的是微镜的分辨本领，下列判定正确的是()A电子显微镜分辨本领较强电子显微镜分辨本领较强B质子显微镜分辨本领较强质子显微镜分辨本领较强C两种显微镜分辨本领相同两种显微镜分辨本领相同D两种显微镜分辨本领不便比较两种显微镜分辨本领不便比较