1、前面我們學習了有關光的一些特性和相應的事實表現，那么我們究竟怎樣來認識光的本質和把握其特性呢？,光是一種物質，它既具有粒子性，又具有波動性。在不同條件下表現出不同特性。本節將針對光的這兩個特性進一步的展開分析。,第三節 嶄新的一頁：粒子的波動性,第十七章波粒二象性,了解光既具有波動性，又具有粒子性。 知道實物粒子和光子一樣具有波粒二象性。 知道德布羅意波的波長和粒子動量關系。,1、知識與技能,了解物理真知形成的歷史過程。 了解物理學研究的基礎是實驗事實以及實驗對于物理研究的重要性。 知道某一物質在不同環境下所表現的不同規律特性。,2、過程與方法,通過學生閱讀和教師介紹講解，使學生了解科學真知的

2、得到并非一蹴而就，需要經過一個較長的歷史發展過程，不斷得到糾正與修正。 通過相關理論的實驗驗證，使學生逐步形成嚴謹求實的科學態度。 通過了解電子衍射實驗，使學生了解創造條件來進行有關物理實驗的方法。,3、情感態度與價值觀,重點 實物粒子和光子一樣具有波粒二象性，德布羅意波長和粒子動量關系。 難點 實物粒子的波動性的理解。,本節知識線索,光具有波粒二象性,徳布羅意提出實物粒子具有波動性的假設,數學推理（與實物粒子相聯系的波）,設計實驗（物質波的實驗驗證）,實驗技術問題的解決（X涉嫌的晶格衍射）,電子衍射實驗（質子、中子、原子、分子）,一.光的波粒二象性,二.粒子的波動性,三.物質波的實驗驗證,一

3、、光的波粒二象性,1、光的特性： 大量事實說明：光是一種波，同時也是一種粒子，光具有波粒二象性。 光的分立性和連續性是相對的，是不同條件下的表現，光子的行為服從統計規律。 2、光子的能量與動量之間的關系： =h P=h/ 兩式的物理量和p描述光的粒子性，和描述光的波動性。,二、粒子的波動性,法國物理學家，德布羅意原來學習歷史，后來改學理論物理學。他善于用歷史的觀點，用對比的方法分析問題。 1929年諾貝爾物理學獎獲得者，波動力學的創始人，量子力學的奠基人之一。,普朗克,德布羅意寫道：“整個19世紀以來在光學上，與波動方面的研究相比，忽視了粒子方面的研究；而在實物粒子的研究上，是否發生了相反的錯

4、誤呢？是不是我們吧粒子方面的圖像想的太多，而忽視了波的現象？”,1、粒子波動性的假設 1923年，德布羅意最早想到了這個問題，并且大膽地設想，對于光子的波粒二象性會不會也適用于實物粒子。 實物粒子也具有波動性 實物粒子：靜止質量不為零的那些微觀粒子。,例題,如速度v=5.0102m/s飛行的子彈，質量為m=10-2Kg，對應的德布羅意波長為：,電子m=9.110-31Kg，速度v=5.0107m/s, 對應的德布羅意波長為：,3、物質波波長,為德布羅意波長，h為普朗克常量，p為粒子動量。,三、物質波的實驗驗證,宏觀物體的波長比微觀粒子的波長小得多，這在生活中很難找到能發生衍射的障礙物，所以我們

5、并不認為它有波動性作為微觀粒子的電子，其德布羅意波波長為1010m數量級，找與之相匹配的障礙物也非易事,1、電子衍射實驗 電子束在穿過細晶體粉末或薄金屬片后，也象X射線一樣產生衍射現象。,1927年 G.P.湯姆遜（J.J.湯姆遜之子） 也獨立完成了電子衍射實驗。與 C.J.戴維森共獲 1937 年諾貝爾物理學獎。,電子束穿過鋁箔后的衍射圖像,除了電子以外，后來還陸續證實了質子，中子，以及原子的波動性。,1、光學顯微鏡的原理 使用無限遠光學系統的顯微鏡主要由物鏡、管鏡和目鏡組成。標本經物鏡和管鏡放大后，形成放大倒立的實象；實象經目鏡再次放大后，形成放大的虛象。,科學漫步,2、電子顯微鏡的原理

6、電子顯微鏡是根據電子光學原理，用電子束和電子透鏡代替光束和光學透鏡，使物質的細微結構在非常高的放大倍數下成像的儀器。,光學顯微鏡,掃描式電子顯微鏡,動畫：波的干涉,光是一種波，同時也是一種粒子，光具有波粒二象性。 光子的能量與動量之間的關系： =h P=h/ 兩式的物理量和p描述光的粒子性，和 描述光的波動性。,實物粒子也具有波動性 一個能量為E、動量為 p 的實物粒子同時具有波動性，動量為 P 的粒子波長：,頻率:,這種與實物粒子相聯系的波后來稱為德布羅意波，也叫物質波。,物質波波長：,為德布羅意波長，h為普朗克常量，p為粒子動量。,1、(高考模擬)現用電子顯微鏡觀測線度為d的某生物大分子的

7、結構。為滿足測量要求，將顯微其中鏡工作時電子的德布羅意波長設定為d/n,n1.一直普朗克恒量h，電子質量為m和電子電荷量e，不計電子的初速度，則顯微鏡工作是電子的加速電壓為（ ）,（06全國） 2、已知能使某金屬產生光電效應的極限頻率為 v0 （ ） A.當用頻率為2 v0的單色光照射該金屬時，一定能產生光電子 B.當用頻率為2 v0的單色光照射該金屬時，所產生的光電子的最大初動能為hv C.當照射光的頻率v大于v0時，若v增大，則逸出功增大 D.當照射光的頻率v大于v0時，若增大一倍，則光電子的最大初動能也增大一倍,1光電管是一種把_信號轉換成_信號的器件，它主要用于自動化裝置及_等技術裝置

8、里 2能使金屬鈉產生光電效應的單色光的極限頻率是6.01014Hz根據能量守恒，用頻率是7.01014Hz的紫光照射金屬鈉，產生光電子的最大初動能是_ J,光,電,有聲電影,6.6310-20,3當用一束紫外線照射裝在原不帶電的驗電器金屬球上的鋅板時，發生了光電效應，這時發生的現象是（ ） A驗電器內的金屬箔帶正電 B有電子從鋅板上飛出來 C有正離子從鋅板上飛出來 D鋅板吸收空氣中的正離子,AB,4在光電效應實驗中，如果需要增大光電子到達陽極時的速度，可采用哪種方法？（ ） A增加光照時間 B增大入射光的波長 C增大入射光的強度 D增大入射光頻率,D,5下列關于光的波粒二象性的說法中，正確的是（ ） A有的光是波，有的光是粒子 B光子與電子是同樣的一種粒子 C光的波長越長，其波動性越顯著，波長越短，其粒子性越顯著 D大量光子產生的效果往往顯示粒子性,C,15金屬鈉產生光電效應的極限頻率是6.01014Hz根據能量轉化和守恒守律，計算用波長0.40m的單色光照射金屬鈉時，產生的光電子的最大初動能是多大？,答案：0.9910-19J,1、解：光的衍射和折射說明光具有