第五节 德布罗意波
[学习目标] 1.知道实物粒子具有波动性.2.知道光波和物质波都是概率波.3.理解德布罗意波,会解释相关现象.(重点、难点)4.知道电子云,了解“不确定性关系”的具体含义.
一、德布罗意波假说及电子衍射
1.德布罗意波:任何一个实物粒子都和一个波相对应,这种波后来被称为德布罗意波,也称为物质波.
2.波长与动量关系:λ=.
3.电子衍射:电子束在晶体上反射可能发生衍射.
二、电子云和不确定性关系
1.电子云:原子中的电子在原子核的周围运动,在空间各点出现的概率是不同的,当原子处于稳定状态时,电子会形成一个稳定的概率分布.由于历史上的原因,人们常用一些小圆点来表示这种概率分布,概率大的地方小圆点密一些,概率小的地方小圆点疏一些,这样的概率分布图称为电子云.
2.不确定性关系:用Δx表示微观粒子位置的不确定性,用Δp表示微观粒子动量的不确定性,则两者之间的关系为ΔxΔp≥,即不确定性关系.它意味着微观粒子的坐标和动量不可能同时完全精确地确定.
1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)电子衍射的发现证明了德布罗意波假说. (√)
(2)包括光子在内的一切微观粒子都具有波粒二象性,而实物粒子不具有波粒二象性. (×)
(3)在讨论微观粒子的运动时,只能给出微观粒子在空间各点出现的概率分布,无法给出微观粒子运行的轨迹. (√)
(4)微观粒子运动的状态,不能像宏观物体的运动那样通过确定的轨迹来描述,而是只能通过概率波作统计性的描述. (√)
(5)改进测量技术,不确定性关系可以确定,微观粒子的坐标和动量可以同时确定. (×)
2.在历史上,最早证明了德布罗意波存在的实验是( )
A.弱光衍射实验
B.电子束在晶体上的衍射实验
C.弱光干涉实验
D.以上都不正确
B [由课本知识可知,最早证明德布罗意波假说的是电子束在晶体上的衍射实验,选项B正确.]
3.关于电子云,下列说法正确的是( )
A.电子云是真实存在的实体
B.电子云周围的小黑圆点就是电子的真实位置
C.电子云上的小黑圆点表示的是电子的概率分布
D.电子云说明电子在绕原子核运动时有固定轨道
C [由电子云的定义我们知道,电子云是一种稳定的概率分布,人们常用小黑圆点表示这种概率分布,小黑圆点的密疏代表电子在这一位置出现的概率大小,故选项C正确.]
1.对物质波的理解
(1)任何物体,小到电子、质子,大到行星、太阳,都存在波动性,我们之所以观察不到宏观物体的波动性,是因为宏观物体对应的波长太小的缘故.