5．粒子的波動性和量子力學的建立第四章原子結構和波粒二象性薛定諤薛定諤的貓新課導入1.理解德布羅意波，會解釋相關現(xiàn)象，理解德布羅意波的波長和粒子動量關系學習目標2.了解電子衍射實驗，了解創(chuàng)造條件來進行有關物理實驗的方法；通過相關理論的實驗驗證，逐步形成嚴謹求實的科學態(tài)度3.了解量子力學的建立過程知識點一

粒子的波動性(1)德布羅意波1924年法國巴黎大學的德布羅意提出假設：實物粒子也具有波動性，每一個運動的粒子都與一個對應的波相聯(lián)系，這種與實物粒子相聯(lián)系的波稱為德布羅意波，也叫物質(zhì)波．知識梳理

1892-1987，法國德布羅意宏觀物體的運動也具有波動性嗎？提示：不管是微觀粒子還是宏觀運動的物體，都具有波動性，但宏觀運動物體的波動性很不明顯．知識點二

物質(zhì)波的實驗驗證(1)實驗探究思路干涉、衍射是波特有的現(xiàn)象，如果實物粒子具有波動性，則在一定條件下，也應該發(fā)生干涉或衍射現(xiàn)象．(2)實驗驗證1927年戴維孫和湯姆孫分別利用晶體做了電子束衍射實驗，得到了電子的衍射圖樣，如圖所示，證實了電子的波動性．知識梳理戴維孫G.P.湯姆孫

求解物質(zhì)波波長的方法

知識點三

量子力學的建立和應用（1）量子力學：描述微觀世界行為的理論。（2）量子力學的創(chuàng)立是物理學歷史上的一次重要革命。量子力學和相對論共同構成了20世紀以來物理學的基礎。（3）量子力學的應用①量子力學推動了核物理和粒子物理的發(fā)展②量子力學推動了原子、分子物理和光學的發(fā)展③量子力學推動了固體物理的發(fā)展知識梳理知識點三

量子力學的建立和應用（1）量子力學：描述微觀世界行為的理論。（2）量子力學的創(chuàng)立是物理學歷史上的一次重要革命。量子力學和相對論共同構成了20世紀以來物理學的基礎。（3）量子力學的應用①量子力學推動了核物理和粒子物理的發(fā)展②量子力學推動了原子、分子物理和光學的發(fā)展③量子力學推動了固體物理的發(fā)展知識梳理例1下列關于德布羅意波的認識正確的是(

)A．不管靜止的還是運動的物體都有一種波和它對應，這就是物質(zhì)波B．X光的衍射證實了物質(zhì)波的假設是正確的C．電子的衍射證實了物質(zhì)波的假設是正確的D．宏觀物體運動時，看不到它的衍射或干涉現(xiàn)象，所以宏觀物體不具有波動性解析：A錯：只有運動的物體才具有波動性．B錯：X光是波長很短的電磁波，是光子，它的衍射不能證實物質(zhì)波的存在．C對：電子是實物粒子，其衍射證實了物質(zhì)波的存在．D錯：宏觀物體由于動量太大，德布羅意波長太小，所以看不到它的干涉、衍射現(xiàn)象，但宏觀物體仍具有波動性．典例精析C

A1.質(zhì)量為10g，速度為300m/s在空中飛行的子彈，其德布羅意波波長是多少？為什么我們無法觀察出其波動性？如果能夠用特殊的方法觀察子彈的波動性，我們是否能看到子彈上下或左右顫動著前進，在空間中描繪出正弦曲線或其他周期性曲線？為什么？課堂達標

解析：根據(jù)德布羅意的觀點，任何運動著的物體都有一種波和它對應，飛行的子彈必有一種波與之對應，由于子彈的德布羅意波長極短，我們不能觀察到其衍射現(xiàn)象，由于德布羅意波是一種概率波，僅是粒子在空間出現(xiàn)的概率遵從波動規(guī)律，而非粒子做曲線運動。2.關于粒子的波動性，下列說法正確的是（）A．實物粒子具有波動性，僅是一種理論假設，無法通過實驗驗證B．實物粒子的動能越大，其對應的德布羅意波波長越大C．只有帶電的實物粒子才具有波動性，不帶電的粒子沒有波動性D．實物粒子的動量越大，其對應的德布羅意波的波長越短2.關于粒子的波動性，下列說法正確的是（）A．實物粒子具有波動性，僅是一種理論假設，無法通過實驗驗證B．實物粒子的動能越大，其對應的德布羅意波波長越大C．只有帶電的實物粒子才具有波動性，不帶電的粒子沒有波動性D．實物粒子的動量越大，其對應的德布羅意波的波長越短解析：A．戴維孫和湯姆孫利用晶體做了電子衍射實驗，得到電子的衍射圖樣，證明了實物粒子的波動性，故A錯誤；BD．根據(jù)德布羅意的波長公式又動量與動能的大小關系有聯(lián)立兩式可得所以，實物粒子的動量越大，其對應的德布羅意波的波長越短；實物粒子的動能越大，其對應的德布羅意波波長越短，故B錯誤，D正確；C．粒子具不具有波動性與帶不帶電無關，故C錯誤。答案：D3.“4G改變生活，5G改變社會”，中國已正式進入5G時代．4G所使用的電磁波頻率一般都低于6GHz（1G=109），而5G所用的電磁波頻率一般在24GHz到100GHz之間，與4G使用的電磁波相比，5G使用的電磁波（）A．光子能量較小

B．光子動量較大C．在真空中傳播速度更大 D．遇到障礙物更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象解析：A．根據(jù)光子能量可知5G使用的電磁波光子能量較大，A錯誤；B．根據(jù)光子動量可知，5G使用的電磁波光子動量較大，B正確；C．所有頻率的光在真空中傳播的速率均為

，C錯誤；D．由于波長

可知5G使用的電磁波波長更短，遇到障礙物不容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，D錯誤。故選B。備用工具&資料3.“4G改變生活，5G改變社會”，中國已正式進入5G時代．4G所使用的電磁波頻率一般都低于6GHz（1G=109），而5G所用的電磁波頻率一般在24GHz到100GHz之間，與4G使用的電磁波相比，5G使用的電磁波（）A．光子能量較小

B．光子動量較大C．在真空中傳播速度更大 D．遇到障礙物更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象2.關于粒子的波動性，下列說法正確的是（）A．實物粒子具有波動性，僅是一種理論假設，無法通過實驗驗證B．實物粒子的動能越大，其對應的德布羅意波波長越大C．只有帶電的實物粒子才具有波動性，不帶電的粒子沒有波動性D．實物粒子的動量越大，其對應的德布羅意波的波長越短1.理解德布羅意波，會解釋相關現(xiàn)象，理解德布羅意波的波長和粒子動量關系學習目標2.了解電子衍射實驗，了解創(chuàng)造條件來進行有關物理實驗的方法；通過相關理論的實驗驗證，逐步形成嚴謹求實的科學態(tài)度3.了解量子力學的建立過程宏觀物體的運動也具有波動性嗎？提示：不管是微觀粒子還是宏觀運動的物體，都具有波動性，但宏觀運動物體的波動性很不明顯．知識點二

物質(zhì)波的實驗驗證(1)實驗探究思路干涉、衍射是波特有的現(xiàn)象，如果實物粒子具有波動性，則在一定條件下，也應該發(fā)生干涉或衍射現(xiàn)象．(2)實驗驗證1927年戴維孫和湯姆孫分別利用晶體做了電子束衍射實驗，得到了電子的衍射圖樣，如圖所示，證實了電子的波動性．知識梳理戴維孫G.P.湯姆孫知識點三

量子力學的建立和應用（1）