《高二物理备课导学案（人教版2019选择性必修第三册）》4.5 粒子的波动性和量子力学的建立（原卷版）

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第 5 节　粒子的波动性和量子力学的建立

【知识梳理与方法突破】

1.德布罗意波:

实物粒子也具有波动性①，即每一个运动的粒子都与一个对应的波相联系。粒子的能量 ε和动量

跟它

所对应的波的频率 ν和波长 λ之间，遵从如下关系：

ν=ε

，

λ=h

。这种与实物粒子相联系的波称为德布

罗意波，也叫作物质波。

2.实验验证：

1927 年戴维森和汤姆孙分别利用晶体做了电子束衍射实验，得到了电子的衍射图样，证实了电子的波动性。

3.粒子波动性的理解

（1）一切运动着的物体都具有波动性，宏观物体观察不到其波动性，但并不否定其具有波动性。

（2）电子、质子等实物粒子，具有能量和动量，当和其他物质相互作用时，粒子性起主导作用。

（3）在宏观世界中，波与粒子是对立的概念；在微观世界中，波与粒子可以统一。

【例】1927 年戴维森和 G.P.汤姆孙分别完成了电子束衍射的实验，该实验是荣获诺贝尔奖的重大近代物理

实验之一。如图所示是该实验装置的简化图，下列说法正确的是（　　）

A．亮条纹说明电子不是沿直线运动的 B．该实验说明物质波理论是正确的

C．该实验再次说明光子具有波动性 D．该实验说明实物粒子具有波动性

【针对训练】关于物质波，下列说法中正确的是（）

A．实物粒子与光子一样都具有波粒二象性，所以实物粒子与光子是相同本质的物质

B．电子的衍射实验证实了物质波的假设是正确的

C．粒子的动量越小，其波动性越易观察

D．粒子的动量越大，其波动性越易观察

【对点检测】

1．关于物质波，下列说法中正确的是（　　）

A．实物粒子与光子一样都具有波粒二象性，所以实物粒子与光子是相同本质的物质

B．德布罗意把光的波粒二象性推广到实物粒子，认为实物粒子也具有波动性

C．康普顿效应表明光具有波动性，即光子不仅具有能量还具有动量

D．粒子的动量越小，其波动性越不显著

2．实物粒子和光都具有波粒二象性。下列事实中不能体现波动性的是（　　）

A．电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样

B．光电效应实验中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关

C．人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构

D．人们利用电子显微镜观测物质的微观结构

3．在中子衍射技术中，常利用热中子研究晶体的结构，因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距相

近。已知中子质量，普朗克常量，可以估算德布罗意波长

的热中子动量的数量级为（　　）

A．B．

C．D．

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