内蒙古巴彦淖尔市第一中学高中物理17(4)概率波学案新人教选修3-5

1内蒙古巴彦淖尔市第一中学高中物理17(4)概率波学案新人教选修3-5学习目标：（一）知识与技能1、了解微粒说的基本观点及对光学现象的解释和所遇到的问题．2、了解波动说的基本观点及对光学现象的解释和所遇到的问题．3、了解事物的连续性与分立性是相对的，了解光既有波动性，又有粒子性．4、了解光是一种概率波．难点：对量子化、波粒二象性、概率波等概念的理解学习过程：一、经典的粒子和经典的波在经典物理学的观念中，，人们形成了一种观念，物质要么具有粒子性，要么具有波动性，非此即彼。任意时刻的确定以及空中的确定，是经典物理学粒子运动的基本特征。与经典的粒子不同，经典的波在空间中是弥散开来的，其特征是具有和，也就是具有时空的周期性。显而易见，在经典物理学中，波和粒子是两种不同的研究对象，具有非常不同的表现。那么，即光和微观粒子既表现有波动性又表现有粒子性的双重属性。二、概率波1、德布罗意波的统计解释1926年，德国物理学玻恩（Born，1882--1972）提出了概率波，认为２、概率波对光的双缝衍射现象的解释：光是一种粒子，它和物质的作用是“一份一份”地进行的.用很弱的光做双缝干涉实验.从光子打在胶片上的位置，我们发现了规律性.实验结果表明，如果曝光时间不太长，底片上只出现一些无规则分布的点子，那些点子是打在底片上形成的，如果曝光时间足够长，我们无法把它们区分开，因此看起2来是.单个光子通过双缝后的落点无法预测,但是研究很多光子打在胶片上的位置,我们发现了规律性:光子落在某些条形区域内的可能性.这些条形区域正是某种波通过双缝后发生干涉时振幅的区域.这个现象表明，光子在空间各点出现的可能性的大小（概率），正是由于这个原因，1926年德国的物理学家波恩指出：虽然不能肯定某个光子落在哪一点，但由屏上各处明暗不同可知，光子落在各点的概率是不一样的，即，。这就是说，光子在空间出现的概率可以通过确定，所以，从光子的概念上看，光波是一种概率波。物理学中把光波叫做.概率表征某一事物出现的可能性.经过长期的探索，人们对光的认识越来越深入了.光既是一种,又是一种,光既表现出又表现出.而在我们的经验中找不到既是波,又是粒子的东西.这是因为我们的经验局限于宏观物体的运动,微观世界的某些属性与宏观世界不同，我们从来没有过类似的经历.随着人类的认识范围不断扩展，不可能直接感知的事物出现在我们面前.在这种情况下我们就要设想一种模型，尽管以日常经验来衡量，这个模型的行为十分古怪，但是只要能与实验结果一致，它就能够在一定范围内正确代表所研究的对象.３、光的波动性与粒子性是不同条件下的表现：大量光子行为显示；个别光子行为显示；光的波长越长，；光的波长越短，４、概率波对物质波的双缝衍射现象的解释对于电子和其他微观粒子，由于同样具有，所以与它们相联系的物质波也是。也就是说，单个粒子。对于大量粒子，这种概率分布导致确定的宏观结果。总之，按光子的模型，用统计观点看待单个粒子与粒子总体的联系，并将波的观点与粒子观点结合起来了，但这里的波是特殊意义的波，因而被称为“概率波”．这种对物质波衍射与实物粒子的波粒二象性的理解，称作统计解释或概率解释．达标训练：1．在经典物理学的概念中，粒子的运动在任意时刻有确定的_______________、_______________和_______________，波在空间中传播有固定的_______________和_______________，表示波具有空间上的周期性。2．在弱光的干涉实验中，控制光的强度，使前一个光子到达屏幕后才发出第二个光子，从而排除光子之间相互作用的可能性。在这种情况下，如果时间较短，则在光屏上出现的是__________________________，若经过比较长的时间，则在屏上可以看到__________________。这说明光子到达亮条纹处的_____________较大，到达暗条纹处的_____________较小，所以我们可以说光是一种_____________波。33．用电子做双缝干涉实验时，少量电子在屏上看不到分布规律，体现了电子的_____________性，但大量电子通过双缝时，在屏上就得到了清晰的干涉条纹，体现了电子的_____________性。4．电子、质子等实物粒子和光子一样，具有波动性，这种波动性就是粒子本身在空间某处出现的_____________大小问题；但光子又不同于其他实物粒子，光子在真空中的__________________是其他粒子永远达不到的。5．在双缝干涉实验中，发现100个光子中有96个通过双缝后打到了观察屏上的某处，则该处可能()A．出现亮条纹B．出现暗条纹C．可能出现亮条纹，可能出现暗条纹D．出现明暗相间的条纹6下列各种波是概率波的是()A．声波B．无线电波C．光波D．物质波7．在做双缝干涉实验时，在观察屏的某处是亮纹，则对光子到达观察屏的位置，下列说法正确的是()A．到达亮条纹处的概率比到达暗条纹处的概率大B．到达暗条纹处的概率比到达亮条纹处的概率大C．该光子可能到达观察屏的任意位置D．以上说法均不可能8．有关经典物理中的粒子，下列说法正确的是()A．有一定的大小，但没有一定的质量B．有一定的质量，但没有一定的大小C．既一定的大小，也有一定的质量D．有的粒子还有一定量的电荷9．关于经典波的特征，下列说法正确的是()A．具有一定的频率，但没有固定的波长B．具有一定的波长，但没有固定的频率C．既有一定的频率，也有固定的波长D．还具有周期性10．在单缝衍射实验中，中央亮条纹的光强占入射光光强的95%以上，假设现在只让一个光子通过单缝，则该光子()A．一定落在中央亮条纹上B．一定落在亮条纹处C．可能落在暗条纹处D．落在中央亮条纹处的可能性最大1、轨道，位置，速度，频率，波长2、无规则分布的曝光点，明显的干涉条纹，概率，概率，概率3、粒子，波动4、概率，传播速度5、ACD6、A7、CD8、AC9、CD10、CD4