2018-2019学年教科版选修3-5 第四章 4-5实物粒子的波粒二象性 不确定关系 学案
2018-2019学年教科版选修3-5 第四章 4-5实物粒子的波粒二象性 不确定关系 学案第1页

4 实物粒子的波粒二象性

5 不确定关系

[学习目标] 1.了解德布罗意物质波假说的内容,知道德布罗意波的波长和粒子动量的关系.2.知道粒子和光一样具有波粒二象性,了解电子波动性的实验验证.3.初步了解不确定关系的内容,感受数学工具在物理学发展过程中的作用.

一、实物粒子的波动性

1.德布罗意波

(1)定义:任何运动着的物体,小到电子、质子,大到行星、太阳,都有一种波与它相对应,这种波叫物质波,又叫德布罗意波.

(2)德布罗意波的波长、频率的计算公式为λ=,ν=.

(3)我们之所以看不到宏观物体的波动性,是因为宏观物体的动量太大,德布罗意波的波长太小.

2.电子波动性的实验验证

(1)实验探究思路:干涉、衍射是波特有的现象,如果实物粒子具有波动性,则在一定条件下,也应该发生干涉或衍射现象.

(2)实验验证:1926年戴维孙观察到了电子衍射图样,证实了电子的波动性.

(3)汤姆孙做电子束穿过多晶薄膜的衍射实验,也证实了电子的波动性.

二、氢原子中的电子云

1.定义:用点的多少表示的电子出现的概率分布.

2.电子的分布:某一空间范围内电子出现概率大的地方点多,电子出现概率小的地方点少.电子云反映了原子核外的电子位置的不确定性,说明电子对应的波也是一种概率波.

三、不确定关系

1.定义:在经典物理学中,一个质点的位置和动量是可以同时测定的,在微观物理学中,要同时测出微观粒子的位置和动量是不太可能的,这种关系叫不确定关系.

2.表达式:Δx·Δpx≥.其中以Δx表示粒子位置的不确定量,以Δpx表示粒子在x方向上的动量的不确定量,h是普朗克常量.