人教版高中物理选修3-5课件：第十七章17.4概率波课件 （共14张PPT）
文档属性
| 名称 | 人教版高中物理选修3-5课件：第十七章17.4概率波课件 （共14张PPT） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.4MB | ||
| 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 | 2020-04-16 18:52:24 | ||
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文档简介
(共14张PPT)
第四节 概率波
第17章 波粒二象性
知识回顾
光是一种物质，它既具有粒子性，又具有波动性。
一个能量为E、动量为 p 的实物粒子同时具有波动性，动量为 P 的粒子波长：
频率:
波和粒子是两种不同的研究对象,具有非常不同的表现,那么,为什么对于光子、电子和质子等粒子又能集它们于一身呢？
课堂引入
一、经典的粒子和经典的波
经典的粒子：
具有空间大小、质量、电量等，遵从牛顿第二定律，任意
时刻有确定的位置和速度，以及确定的运动轨迹。
经典的波：
某种物理量呈时空周期性的分布 ( 确定的点处具有时间周期性，确定的方向上具有空间周期性)，特征是具有频率和波长
显然，在经典的传统观念中，一个客体要么是粒子，要么是波，非此即彼！
显而易见，在经典物理学中，波和粒子是两种不同的研究对象，具有非常不同的表现。那么、对于光和电子，质子等粒子，这两种互不相容的属性又是怎样“集于一身”的?
为了了解光波和物质波是什么样的波，还是从波的波粒二象性入手。
观察下图的光的双缝干涉实验。
二、概率波
S
波动模型认为：
——条纹的明暗表示到达屏上的光的強度不同。
粒子模型认为：
——明纹处到达的光子数多，暗纹处到达的光子数少。
实验现象的解释：
从光源S发出的光通过双缝S1和S2后在屏上显示明暗条纹。按照光的波动理论，条纹的明暗表示到达屏上的光的强度不同。按照光子的模型，每个光子都带有一份能量，所以条纹明暗的分布应该是到达屏上的光子数目的分布。
因此，光的强弱对应光子的数目，即明纹处到达的光子的数多，暗纹处到达光子数少。
推测：
是光子之间的相互作用使它表现出了波动性，而不是光子本身就具有波动性?
让光子一个一个发射，排除相互作用的干扰。
光源
狭缝
感光胶片
长时间
明暗条纹
短时间
任意位置
可见，光的波动性不是光子之间的相互作用引起的，而是光子自身固有的性质。
一个光子通过狭缝后到底落在屏上的哪一点呢？
1926年德国物理学家波恩指出：虽然不能肯定某个光子落在哪一点，光子落在明处的概率大，落在暗处的概率小。
光子在空间出现的概率可以通过波动的规律确定，所以从光子的概念上看，光波是刻画光子在空间的概率分布的一种波。
光波概率波
物理学中把光波叫做概率波。 概率表征某一事物出现的可能性。
经过长期的探索，人们发现：光既是一种波,又是一种粒子,光既表现出波动性又表现出粒子性。
大量光子行为显示波动性；个别光子行为显示粒子性； 光的波长越长，波动性越强；光的波长越短，粒子性越强
光的波动性与粒子性是不同条件下的表现：
电子干涉条纹对概率波的验证
【例题】.物理学家做了一个有趣的双缝干涉实验：在光屏处
放上照相用的底片，若减弱光的强度，使光子只能一个一个地通过狭缝。实验结果表明，如果曝光时间不太长，底片上只能出现一些不规则的点子；如果曝光时间足够长，底片上就会出现规则的干涉条纹。对这个实验结果有下列认识，其中正确的是( )
A．曝光时间不太长时，底片上只能出现一些不规则的
点子，表现出光的波动性
B．单个光子通过双缝后的落点可以预测
C．只有大量光子的行为才能表现出光的粒子性
D．干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会
D
课堂小结
一、经典的粒子和经典的波
1、经典的粒子的基本特征：
③粒子有确定的位置、速度以及时空中确定的轨道。
①粒子有一定的空间大小、一定的质量和电荷量
②粒子的运动遵从牛顿第二定律
2、经典的波的基本特征：
②具有一定的频率、波长具有时空的周期性
①在空间具有弥散性
二、概率波
1、从光子的概念上看，光波是一种概率波。
2、对于电子和其他微观粒子，由于同样具有波粒二象性，所以与它们相联系的德布罗意波也是概率波。
：个别微观粒子在何处出现有一定的偶然性，但大量粒子在空间何处出现的空间分布却服从一定的统计规律。
课本“问题与练习”1、2、3题
作业布置：
第四节 概率波
第17章 波粒二象性
知识回顾
光是一种物质，它既具有粒子性，又具有波动性。
一个能量为E、动量为 p 的实物粒子同时具有波动性，动量为 P 的粒子波长：
频率:
波和粒子是两种不同的研究对象,具有非常不同的表现,那么,为什么对于光子、电子和质子等粒子又能集它们于一身呢？
课堂引入
一、经典的粒子和经典的波
经典的粒子：
具有空间大小、质量、电量等，遵从牛顿第二定律，任意
时刻有确定的位置和速度，以及确定的运动轨迹。
经典的波：
某种物理量呈时空周期性的分布 ( 确定的点处具有时间周期性，确定的方向上具有空间周期性)，特征是具有频率和波长
显然，在经典的传统观念中，一个客体要么是粒子，要么是波，非此即彼！
显而易见，在经典物理学中，波和粒子是两种不同的研究对象，具有非常不同的表现。那么、对于光和电子，质子等粒子，这两种互不相容的属性又是怎样“集于一身”的?
为了了解光波和物质波是什么样的波，还是从波的波粒二象性入手。
观察下图的光的双缝干涉实验。
二、概率波
S
波动模型认为：
——条纹的明暗表示到达屏上的光的強度不同。
粒子模型认为：
——明纹处到达的光子数多，暗纹处到达的光子数少。
实验现象的解释：
从光源S发出的光通过双缝S1和S2后在屏上显示明暗条纹。按照光的波动理论，条纹的明暗表示到达屏上的光的强度不同。按照光子的模型，每个光子都带有一份能量，所以条纹明暗的分布应该是到达屏上的光子数目的分布。
因此，光的强弱对应光子的数目，即明纹处到达的光子的数多，暗纹处到达光子数少。
推测：
是光子之间的相互作用使它表现出了波动性，而不是光子本身就具有波动性?
让光子一个一个发射，排除相互作用的干扰。
光源
狭缝
感光胶片
长时间
明暗条纹
短时间
任意位置
可见，光的波动性不是光子之间的相互作用引起的，而是光子自身固有的性质。
一个光子通过狭缝后到底落在屏上的哪一点呢？
1926年德国物理学家波恩指出：虽然不能肯定某个光子落在哪一点，光子落在明处的概率大，落在暗处的概率小。
光子在空间出现的概率可以通过波动的规律确定，所以从光子的概念上看，光波是刻画光子在空间的概率分布的一种波。
光波概率波
物理学中把光波叫做概率波。 概率表征某一事物出现的可能性。
经过长期的探索，人们发现：光既是一种波,又是一种粒子,光既表现出波动性又表现出粒子性。
大量光子行为显示波动性；个别光子行为显示粒子性； 光的波长越长，波动性越强；光的波长越短，粒子性越强
光的波动性与粒子性是不同条件下的表现：
电子干涉条纹对概率波的验证
【例题】.物理学家做了一个有趣的双缝干涉实验：在光屏处
放上照相用的底片，若减弱光的强度，使光子只能一个一个地通过狭缝。实验结果表明，如果曝光时间不太长，底片上只能出现一些不规则的点子；如果曝光时间足够长，底片上就会出现规则的干涉条纹。对这个实验结果有下列认识，其中正确的是( )
A．曝光时间不太长时，底片上只能出现一些不规则的
点子，表现出光的波动性
B．单个光子通过双缝后的落点可以预测
C．只有大量光子的行为才能表现出光的粒子性
D．干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会
D
课堂小结
一、经典的粒子和经典的波
1、经典的粒子的基本特征：
③粒子有确定的位置、速度以及时空中确定的轨道。
①粒子有一定的空间大小、一定的质量和电荷量
②粒子的运动遵从牛顿第二定律
2、经典的波的基本特征：
②具有一定的频率、波长具有时空的周期性
①在空间具有弥散性
二、概率波
1、从光子的概念上看，光波是一种概率波。
2、对于电子和其他微观粒子，由于同样具有波粒二象性，所以与它们相联系的德布罗意波也是概率波。
：个别微观粒子在何处出现有一定的偶然性，但大量粒子在空间何处出现的空间分布却服从一定的统计规律。
课本“问题与练习”1、2、3题
作业布置：