2018版物理选修3-5鲁科版:5-3.4 实物粒子的波粒二象性 “基本粒子”与恒星演化
2018版物理选修3-5鲁科版:5-3.4 实物粒子的波粒二象性 “基本粒子”与恒星演化第1页

第3节 实物粒子的波粒二象性

第4节 "基本粒子"与恒星演化

[目标定位] 1.知道实物粒子具有波动性以及物质波的波长,知道电子云并初步了解不确定性关系.2.初步了解粒子物理学的基础知识.3.初步了解恒星的演化.4.了解人类认识世界的发展性,体会人类对世界的探究是不断深入的.

一、德布罗意的假设

1.德布罗意波:任何一个运动的物体都有一种波与它相对应,这种波叫物质波,也称为德布罗意波.

2.德布罗意关系:粒子能量E与相应的波的频率ν之间的关系为:E=hν.动量p与相应波长λ之间的关系为:p=.上述关系称为德布罗意关系.两式中的h为普朗克常量.通过普朗克常量把粒子性和波动性联系起来.

二、德布罗意假说的实验探索

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,也应该能发生干涉和衍射现象.

2.实验验证

1927年戴维孙和汤姆孙分别利用晶体做了电子束衍射的实验,得到了电子的衍射图样,证实了电子的波动性.

三、不确定性关系

1.微观粒子运动的基本特征:不可能同时准确地知道粒子的位置和动量.

2.不确定性关系:以Δx表示粒子位置的不确定范围,以Δp表示粒子动量的不确定范围,那么ΔxΔp≥,式中h是普朗克常量.

四、电子云

用点的疏密表示的电子出现的概率分布,称为电子云.

五、"基本粒子"初步

1.发现了原子核内部结构后,人们认为光子、电子、质子和中子是组成物质的基本粒子.

2.影响"基本粒子"的相互作用:引力相互作用(引力)、电磁相互作用(电磁力)、强相互作用(强力)、弱相互作用(弱力).

3."基本粒子"家族:按粒子参与相互作用的性质来分,可将其分为媒介子、轻子和强子.

强子是有内部结构的,它由更基本的成分--夸克组成.

4."基本粒子"的探测:加速器和探测器是研究粒子物理的主要工具,探测器分两大类