《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（解析版）

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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
p
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
h
，
λ=h
p
。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
【答案】ABD
【详解】A．亮条纹处是电子能到达的地方，故 A正确；
BCD．电子是实物粒子，能发生衍射现象，说明实物粒子具有波动性，物质波理论是正确的，不能说明光
子的波动性，故 BD 正确，C错误。故选 ABD。
【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
【答案】BC
【详解】A．实物粒子与光子一样都具有波粒二象性，但实物粒子与光子不是相同本质的物质，A错误；
B．电子的衍射实验证实了物质波的假设是正确的，B正确；
CD．根据德布罗意的物质波公式 可知粒子的动量越大，波长越短，其波动性越不明显；粒子的动量
越小，波长越长，其波动性越明显，越容易观察，C正确，D错误。故选 BC。
【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
【答案】B
【详解】A．实物粒子与光子一样都具有波粒二象性，但实物粒子与光子本质不同，故 A错误；
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，故 B正确；
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