高中物理 第十七章 波粒二象性 4 概率波学案 新人教版选修3-5.doc

4 概率波

(1)经典的粒子
①有一定的空间大小,有一定的质量,有的带有电荷。
②遵守牛顿运动定律,能确定其在以后任意时刻的位置和速度,能确定在空间的运动轨迹。
(2)经典的波
①经典的波是在空间弥散开来的,其特征是具有波长和频率,即具有时空的周期性。
②只是某种运动形式的传播,不具有物质性。
【例1】下列说法正确的是( )
,其本质是相同的
,其实质是相同的


解析:惠更斯提出的波动说和麦克斯韦的电磁说有着本质的不同,前者仍将光看做机械波,认为光在太空中是借助一种特殊介质“以太”传播的,而后者说光波只是电磁波而不是机械波,可以不借助于任何介质而传播,A选项错误。
牛顿提出的微粒说和爱因斯坦的光子说也是有本质区别的,前者认为光是由一个个特殊的实物粒子构成的,而爱因斯坦提出的光子不是像宏观粒子那样有一定形状和体积的实物粒子,它只强调光的不连续性。光是由一份一份组成的,B选项错误。
惠更斯的波动说和牛顿的微粒说都是以宏观物体为模型提出的,是对立的、不统一的,C选项错误。据光的波粒二象性知,D选项正确。
答案:D
释疑点波粒二象性
要正确理解光的波粒二象性的含义,不能把宏观的“波”与“粒子”的概念与微观的“波”与“粒子”的概念混淆,要注意建立微观领域的认识,逐步建立起一个全新的微观世界的模型,从而正确地理解波粒二象性的含义。

(1)光波是一种概率波
光的波动性不是光子之间相互作用引起的而是光子自身固有的性质,光子在空间出现的概率可以通过波动的规律来确定,所以光波是一种概率波。
(2)物质波也是概率波
电子和其他微观粒子同样具有波粒二象性,所以与它们相联系的物质波也是概率波。
【例2】下列说法正确的是( )


,光子的能量改变
,光的波长不变
解析:光具有波粒二象性,既具有波动性,又具有粒子性,光在空间各点出现的可能性的大小(概率),可以用波动规律来描述,因而光是一种概率波,故A选项正确。而由光的电磁说可知光是一种电磁波,故B选项正确。当波从一种介质进入另一种不同折射率的介质中时,光的频率不变,而光子的能量ε=hν,取决于频率,故C选项错。但由于介质不同,因而光的传播速度就不相同,由波长、波速和频率的关系可知,光波的波长也就相应地发生变化,故D选项错。
答案:AB

(1)单个粒子运动的偶然性:我们能够知道粒子出现在某点的概率,但不能预言粒子落在什么位置,即粒子达到什么位置是随机的,是不可预定的。它不同于宏观物体。
从课本图17­4­2(甲)可以看出,少量光子的行为无法预测,表现出粒子性的一面。
(2)大量粒子运动的必然性:
由波动规律,我们可以准确地知道,大量粒子运动时的统计规律,因此我们可以对宏观现象进行预言。
从课本17­4­2(丙)图可看出,大量光子的行为表现出波