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1第五节德布罗意波德布罗意波假说内容验证意义→电子云不确定关系1．任何一个实物粒子都和一个波相对应，这种波称为德布罗意波，也称为物质波．2．实物粒子的物质波波长与其动量之间的关系为λ＝hp.3．电子束在晶体的晶格上会发生衍射．电子束在单晶上和在多晶Au上都能产生衍射图样，且衍射图样都跟光通过小孔的衍射图样相同，说明电子与光有相似之处，都具有波粒二象性，即电子具有波动性．4．总的来讲，波粒二象性是包括光子在内的一切微观粒子的共同特征，和光子一样，对微观粒子运动状态的最准确的描述是概率波．5．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．6．如果用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≥h4π，此式称为微观粒子的不确定性关系．基础达标1．在历史上，最早证明了德布罗意波存在的实验是(B)A．弱光衍射实验2B．电子束在晶体上的衍射实验C．弱光干涉实验D．以上选项都不正确解析：根据课本知识我们知道，在历史上，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，故B正确．2．(多选)关于物质波，以下说法正确的是(AD)A．任何运动物体都具有波动性B．湖面上形成的水波就是物质波C．通常情况下，质子比电子的波长长D．核外电子绕核运动时，并没有确定的轨道解析：任何运动物体都具有波动性，选项A正确；湖面上形成的水波是机械波而不是物质波，选项B错误；电子的动量比质子的动量往往要小一些，由λ＝hp知，电子的德布罗意波波长要长，选项C错误；由于电子的波动性，核外电子绕核运动不可能有确定的轨道，选项D正确．3．下列说法中正确的是(C)A．质量大的物体，其德布罗意波长短B．速度大的物体，其德布罗意波长短C．动量大的物体，其德布罗意波长短D．动能大的物体，其德布罗意波长短解析：由物质波的波长λ＝hp，得其只与物体的动量有关，动量越大其波长越短．4．(多选)下列关于物质波的说法中正确的是(BD)A．实物粒子与光子一样都具有波粒二象性，所以实物粒子与光子是本质相同的物体B．物质波和光波都是概率波C．粒子的动量越大，其波动性越易观察D．粒子的动量越小，其波动性越易观察解析：实物粒子虽然与光子具有某些相同的现象，但实物粒子是实物，而光则是传播着的电磁波，其本质不同；物质波和光波都是概率波；又由λ＝hp可知，p越小，λ越大，波动性越明显，正确选项为B、D.5．(多选)关于物质波，下列认识中错误的是(BD)A．任何运动的物体(质点)都伴随一种波，这种波叫物质波B．X射线的衍射实验，证实了物质波假设是正确的C．电子的衍射实验，证实了物质波假设是正确的D．宏观物体尽管可以看作物质波，但它们不具有干涉、衍射等现象解析：由德布罗意物质波理论知，任何一个运动的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波与之相对应，这种波就叫物质波，可见，A选项是正确的；由于X射线本身就是一种波，而不是实物粒子，故X射线的衍射现象并不能证实物质波理论的正确性，即B选项错误；电子是一种实物粒子，电子的衍射现象表明运动着的实物粒子具有波动性，故C选项是正确的；由电子穿过铝箔的衍射实验知，少量电子穿过铝箔后所落位置是散乱的，无规律的，但大量电子穿过铝箔后落的位置则呈现出衍射图样，即大量电子的行为表现出电子的波动性，故C选项正确．干涉、衍射是波的特有现象，只要是波，都会发生干涉、衍射现象，故选项D错误．综合以上分析知，本题应选B、D.3能力提升6.(多选)以下说法正确的是(AC)A．微观粒子不能用“轨道”观点来描述粒子的运动B．微观粒子能用“轨道”观点来描述粒子的运动C．微观粒子位置不能精确确定D．微观粒子位置能精确确定解析：微观粒子的动量和位置是不能同时确定的，这也就决定了不能用“轨道”的观点来描述粒子的运动(轨道上运动的粒子在某时刻具有确定的位置和动量)．故A正确．由微观粒子的波粒二象性可知微观粒子位置不能精确确定，故C正确．7．由不确定性关系可以得出的结论是(C)A．如果动量的不确定范围越小，则与它对应坐标的不确定范围就越大B．如果位置坐标的不确定范围越小，则动量的不确定范围就越大C．动量和位置坐标的不确定范围之间的关系不是反比例函数D．动量和位置坐标的不确定范围之间有唯一确定的关系解析：由不确定关系的定义分析可知C选项正确，其他三个选项只说明了基本的某个方面，而没有对不确定性关系作进一步的认识，故都不正确．8．(多选)关于不确定性关系ΔxΔp≥h4π有以下几种理解，其中正确的是(CD)A．微观粒子的动量不可确定B．微观粒子的坐标不可确定C．微观粒子的动量和位置不可能同时确定D．不确定性关系不仅适用于电子和光子等微观粒子，也适用于其他宏观粒子解析：本题主要考查对不确定性关系ΔxΔp≥h4π的理解，不确定性关系表示确定位置、动量的精度相互制约，此长彼消，当粒子的位置不确定性小时，粒子动量的不确定性大；反之亦然．故不能同时准确确定粒子的位置和动量．不确定性关系是自然界中的普遍规律，对微观世界的影响显著，对宏观世界的影响不可忽略，故C、D正确．9．电子显微镜的最高分辨率高达0.2nm，如果有人制造出质子显微镜，在加速到相同速度的情况下，质子显微镜的最高分辨率将(B)A．小于0.2nmB．大于0.2nmC．等于0.2nmD．以上说法均不正确解析：电子显微镜是以利用电子的波动性为工作原理的仪器，其分辨率与电子的德布罗意波的波长成反比，物质波的波长与实物粒子的动量有关，即λ＝hp.在同样速度的情况下，由于质子的质量大，故其物质波的波长短，质子显微镜的分辨率要高于电子显微镜的分辨率．10．下表列出了几种不同物体在某种速度下的德布罗意波长和频率为1MHz的无线电波的波长，由表中数据可判断错误的为(D)4A.要检测弹子球的波动性几乎不可能B．无线电波通常情况下只表现出波动性C．电子照射到金属晶体上能观察到波动性D．只有可见光才有波动性解析：因为弹子球的波长太小，要在现在科技水平下测量是不可能的，故A选项正确．因为无线电波的波长很大，相对其他的电磁波频率较小，通常情况下主要表现出波动性，B选项正确．电子照射到金属晶体上能发生衍射现象，得到衍射图样，可以观察到其波动性，C选项正确．所有的光包括可见光和不可见光，都具有波动性和粒子性，即波粒二象性，故D选项错误．