4.实物粒子的波粒二象性 5.不确定关系
[学习目标] 1.理解德布罗意波,会计算物质的波长,会解释相关现象,知道电子云.(重点、难点)2.知道不确定关系的具体含义.(重点、难点)
一、德布罗意假说及实验验证电子云
1.德布罗意假说
实物粒子象光子一样,也具有波粒二象性,与粒子相对应的波称为德布罗意波,也叫物质波.
2.德布罗意关系式
E=hν p=
3.电子波动性的实验证实
(1)1926年,戴维孙和革末通过实验首次发现了电子的衍射现象.
(2)1927年,汤姆孙用实验证明,电子在穿过金属片后像X射线一样产生衍射现象,也证实了电子的波动性.
(3)人们相继用实验证实原子、分子、中子等微观粒子的波动性,德布罗意关系式已成为微观粒子的波动性和粒子性之间关系的基本公式.
4.氢原子中的电子云
(1)概率波
同光波是概率波一样,与实物粒子对应的波(德布罗意波)也是一种概率波.
(2)电子云
①定义
电子在原子核周围出现的概率密度分布.
②电子的分布
电子在空间运动的过程中,概率密度大(小)的地方,电子运动在那里的机会就多(少),电子云反映了原子核外电子位置的可能性.
二、不确定关系
1.不确定关系
在经典物理学中,质点在任意时刻都有确定的位置和动量,沿着一定的轨道运动.在量子力学中,同时确定粒子的动量和位置时,两者的精确度有一个原则上的限制,其数学表达式称为不确定关系.
2.表达式
ΔxΔpx≥.其中Δpx表示粒子位置的不确定量,用Δpx表示在x方向上动量的不确定量,h是普朗克常量.表达式的意义是:粒子在某一方向位置的不确定量和在这方向上动量的不确定量的乘积大于或等于.
1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)电子不但具有粒子性也具有波动性. (√)
(2)物质波的波长由粒子的大小决定. (×)
(3)物质波的波长和粒子运动的动量有关. (√)
(4)我们可以根据电子的运动轨迹判断电子出现的位置. (×)
(5)经典的粒子可以同时确定位置和动量. (√)
(6)微观粒子可以同时确定位置和动量. (×)
(7)对于微观粒子,不可能同时准确地知道其位置和动量. (√)
2.(多选)下列说法中正确的是( )
A.物质波属于机械波
B.物质波与机械波有本质区别
C.只有像电子、质子、中子这样的微观粒子才具有波动性
D.德布罗意认为,任何一个运动着的物体,小到电子、质子,大到行星、太阳,都有一种波和它对应,这种波叫物质波