第3节 实物粒子的波粒二象性 第4节 “基本粒子”与恒星演化
1.知道实物粒子具有波动性,会计算物质波的波长,知道电子云,初步了解不确定性关系.(重点+难点) 2.初步了解粒子物理学的基础知识. 3.初步了解恒星的演化. 4.了解人类认识世界的发展性,体会人类对世界的探究是不断深入的.
[学生用书P70]
一、德布罗意波及其实验探究
德布罗意波
德布罗意提出,实物粒子也具有波动性,称这种波为物质波或德布罗意波.
粒子能量与相应的波的频率之间的关系:E=hν.
物质波的动量与波长之间的关系:p=.
物质波的实验验证
(1)1927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)1960年,约恩孙直接做了电子双缝干涉实验,从屏上摄得了类似杨氏双缝干涉图样的照片.
1.运动着的宏观物体具有波动性,为什么我们很难观察到宏观物体的波动性?
提示:由p=得,λ=,宏观物体动量比微观粒子动量大得多,运动着的宏观物体的波长都很小,而波长越小波动性越不明显,所以我们很难观察到宏观物体的波动性.
二、不确定性关系与电子云
不确定性关系
(1)在微观世界中,粒子的位置和动量存在不确定性,不能同时测量.
(2)不确定性关系:ΔxΔp≥,式中Δx为位置的不确定范围,Δp为动量的不确定范围,h为普朗克常量.
(3)此式表明,不能同时精确测定一个微观粒子的位置和动量.
电子云
(1)定义:用点的疏密表示的电子出现的概率分布.
(2)电子的分布:某一空间范围内电子出现概率大的地方点密集,电子出现概率小的地方点稀疏.电子云反映了原子核外电子位置的不确定性.
2.既然位置与动量具有不确定性,为什么宏观物体的位置和动量可以同时测量?
提示:由于普朗克常量是一个很小的量,对于宏观物体来说,其不确定性小到无法进行观测,因此不确定性关系对宏观物体是不重要的.即宏观物体的位置和动量是可以同时确定的.
三、基本粒子与恒星演化
基本粒子
(1)对粒子的认识过程
①“基本”粒子:电子、质子和中子,曾认为它们是组成物质的不可再分的基本粒子.后来又认识到“基本”粒子的复杂内部结构.
②人们对“基本”粒子的认识不断深化,逐渐形成了研究构成物质的基本单元和它们之间相互作用的学科——粒子物理学.微观粒子虽小,仍然具有复杂的结构.
(2)影响“基本粒子”的相互作用:引力相互作用、电磁力相互作用、强力相互作用、弱力相互作用.
(3)“基本粒子”家族:按粒子参与相互作用的性质来分类,可以将其分为媒介子、轻子和强子三种类型.