17.3《崭新的一页：粒子的波动性》PPT课件(新人教版 选修3-5)
文档属性
| 名称 | 17.3《崭新的一页：粒子的波动性》PPT课件(新人教版 选修3-5) |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 423.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2012-06-17 18:01:03 | ||
图片预览
文档简介
(共20张PPT)
新课标人教版课件系列
《高中物理》
选修3-5
17.3《崭新的一页：
粒子的波动性》
教学目标
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
1、德布罗意波（物质波）
De . Broglie 1923年发表了题为“波和粒子”的论文，提出了物质波的概念。
他认为，“整个世纪以来（指19世纪）在光学中比起波动的研究方法来，如果说是过于忽视了粒子的研究方法的话，那末在实物的理论中，是否发生了相反的错误呢？是不是我们把粒子的图象想得太多，而过分忽略了波的图象呢”
一、德布罗意的物质波
德布罗意 (due de Broglie, 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：
E=mc2=hv
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=6.63×106kg.m.s-1, 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。
=1.23
(2)子弹:
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。
德布罗意关系
如速度v=5.0 102m/s飞行的子弹，质量为m=10-2Kg，对应的德布罗意波长为：
如电子m=9.1 10-31Kg，速度v=5.0 107m/s, 对应的德布罗意波长为：
太小测不到！
X射线波段
2、戴维逊－革末实验
1927年，Davisson和Germer 进行了电子衍射实验。
（该实验荣获1937年Nobel 物理学奖）
戴维逊--革末实验
电子衍射实验
电子束垂直入射到镍单晶的水平面上，在 散射方向上探测到一个强度极大。 （可用晶体对X射线的衍射方法来分析）
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
X射线经晶体的衍射图
电子射线经晶体的衍射图
类似的实验：
1927年，汤姆逊电子衍射实验
1960年，C.Jonson的电子双缝干涉实验
后来的实验证明原子、分子、中子等微观粒子也具有波动性。
德布罗意公式成为揭示微观粒子波－粒二象性的统一性的基本公式，1929年，De Broglie因发现电子波而荣获Nobel 物理学奖。
电子显微镜
新课标人教版课件系列
《高中物理》
选修3-5
17.3《崭新的一页：
粒子的波动性》
教学目标
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
1、德布罗意波（物质波）
De . Broglie 1923年发表了题为“波和粒子”的论文，提出了物质波的概念。
他认为，“整个世纪以来（指19世纪）在光学中比起波动的研究方法来，如果说是过于忽视了粒子的研究方法的话，那末在实物的理论中，是否发生了相反的错误呢？是不是我们把粒子的图象想得太多，而过分忽略了波的图象呢”
一、德布罗意的物质波
德布罗意 (due de Broglie, 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：
E=mc2=hv
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=6.63×106kg.m.s-1, 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。
=1.23
(2)子弹:
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。
德布罗意关系
如速度v=5.0 102m/s飞行的子弹，质量为m=10-2Kg，对应的德布罗意波长为：
如电子m=9.1 10-31Kg，速度v=5.0 107m/s, 对应的德布罗意波长为：
太小测不到！
X射线波段
2、戴维逊－革末实验
1927年，Davisson和Germer 进行了电子衍射实验。
（该实验荣获1937年Nobel 物理学奖）
戴维逊--革末实验
电子衍射实验
电子束垂直入射到镍单晶的水平面上，在 散射方向上探测到一个强度极大。 （可用晶体对X射线的衍射方法来分析）
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
X射线经晶体的衍射图
电子射线经晶体的衍射图
类似的实验：
1927年，汤姆逊电子衍射实验
1960年，C.Jonson的电子双缝干涉实验
后来的实验证明原子、分子、中子等微观粒子也具有波动性。
德布罗意公式成为揭示微观粒子波－粒二象性的统一性的基本公式，1929年，De Broglie因发现电子波而荣获Nobel 物理学奖。
电子显微镜