2019_2020学年高中物理第17章波粒二象性第3节粒子的波动性课后限时作业(含解析)新人教版选修3_5

3 粒子的波动性1．光的波粒二象性(1)光子既有能量ε＝hν，也有动量p ＝h /λ，物理量ε、p 描述光的粒子性；物理量ν、λ描述光的波动性。

普朗克常量h 架起了粒子性和波动性之间的桥梁。

(2)光电效应和康普顿效应表明光具有粒子性，光的干与、衍射、偏振现象表明光具有波动性。

光既有波动性又有粒子性，单独利用任何一种都无法完整地描述光的所有性质，把这种性质叫做光的波粒二象性。

(3)光的波粒二象性：光既具有波动性，又具有粒子性。

A ．有的光是波，有的光是粒子B ．光子与电子是一样的一种粒子C ．光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著D ．大量光子的行为往往显示出粒子性2．粒子的波动性(1)德布罗意假设：实物粒子也具有波动性。

(2)粒子的频率和波长ν＝ε/h ，λ＝h /p 。

(3)德布罗意波：每一个运动的粒子都与一个对应的波相联系，这种与实物粒子相联系的波称为德布罗意波，也叫物质波。

【例2】 关于德布罗意波，下列说法正确的是( )A ．所有物体不论其是不是运动，都有对应的德布罗意波B ．任何一个运动着的物体都有一种波和它对应，这就是德布罗意波C ．运动着的电场、磁场没有相对应的德布罗意波D ．只有运动着的微观粒子才有德布罗意波，对于宏观物体，不论其是不是运动，都没有相对应的德布罗意波解析：任何一个运动着的物体，都有一种波与它对应，即物质波，物质有两类：实物和场，所以B 正确。

答案：B3．物质波的实验验证(1)验证方式：实物粒子(如电子、质子等)能发生干与和衍射。

(2)电子束衍射实验成功。

电子束衍射图样，如图所示。

【例3】 在中子衍射技术中，常利用热中子研究晶体的结构，因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距相近。

已知中子质量m ＝×10－27kg ，普朗克常量h ＝×10－34 J ·s，能够估算德布罗意波长λ＝×10－10 m 的热中子动能的数量级为( )A ．10－17 JB ．10－19 JC ．10－21 JD ．10－24 J解析：按照德布罗意波长公式λ＝h /p 可算出中子动量大小，再由p 2＝2mE k 即可算出热中子的动能。

3 粒子的波动性课堂互动三点剖析一、光的波粒二象性光子的能量ε和动量p 能够表示为ε=hν和p=λh ，它们是描述光的性质的大体关系式.能量ε和动量p 是描述物质的粒子性的重要物理量；波长λ和频率ν是描述物质的波动性的典型物理量，它们通过普朗克常量联系在一路.在宏观上，大量光子表现为波动性，在微观上，个别光子与其他物质产生作历时往往表现为粒子性，即光具有波粒二象性.例如，在光的双缝干与实验中，若是短时刻内曝光，发觉光子在底片上呈现不规则散布的点，长时刻曝光才形成明暗相间的条纹.说明了少量光子与其他物质产生作历时表现出粒子性，而大量光子与其他物质产生作历时表现出波动性.二、德布罗意波1.德布罗意波：实物粒子的能量ε和动量p 跟它所对应的波的频率ν和波长λ之间，也像光子跟光波一样，遵从如下关系： ν=hε，λ=p h 2.物质波的实验验证：光的干与和衍射现象是光具有波动性的有力证明，因此，若是电子、原子等实物粒子也真的具有波动性，那么它们就应像光波那样也能发生干与和衍射现象.(1)1912年，德国物理学家劳厄利用晶体中排列规则的物质微粒作为衍射光栅，来查验X 射线的性质，实验取得了成功，证明X 射线就是波长为十分之一纳米的电磁波.(2)1927年戴维孙和汤姆孙别离利用晶体做了电子束的衍射实验，取得了衍射图样，从而证明了电子的波动性.后来还陆续证明了质子、中子和原子、分子的波动性，对于这些粒子，德布罗意给出的ν=h ε，λ=ph 关系一样适用. 各个击破【例1】 下列说法中正确的是( )A.有的光是波，有的光是粒子B.光子与电子是一样的一种粒子C.光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著D.γ射线具有显著的粒子性，而不具有波动性解答：光的波长越长，越容易绕过障碍物继续传播，越显示其波动性，反之越容易显示其粒子性；光子是一种不带电的微观粒子，而电子是带负电的实物粒子，它们虽然都是微粒子，但有本质的区别.答案：C类题演练1 (2004上海) 下列说法中正确的是( )A.光的干与和衍射现象说明光具有波动性B.光频率越高，波长越长C.光的波长越长，光的能量越大D.光在真空中的传播速度为×108 m/s解答：光的干与和衍射是大量光子和物质彼此作用的结果，表现了波动性；光的波长越长，则频率越小，光子的能量越小.光在真空中的传播速度就是×108 m/s.答案：AD【例2】 能量是×10-12 J 的光子，波长是多少？解答：由E=hν，ν=λc 得 λ=128341021031063.6--⨯⨯⨯⨯=E hc m =×10-14 m.答案：×10-14 m【例3】 一质量为450 g 的足球以10 m/s 的速度在空中飞行；一个初速度为零的电子，通过电压为100 V 的加速电场.试别离计算它们的德布罗意波波长.解析：物体的动量p=mv ，其德布罗意波波长λ=mvh p h = 足球的德布罗意波波长 λ1=m v m h 1045.01063.63411⨯⨯=- =×10-34m电子经电场加速后，速度增加为v 2，按照动能定理21 m 2v 22=eU p 2=m 2v 2=eU m 22该电子的德布罗意波波长λ2=eUm h p h 222==×10-10 m. 答案：×10-34 m ×10-10 m类题演练2 一个细菌在培育器皿中的移动速度为 μm/s，其德布罗意波波长为×10-19 m ，该细菌的质量为多大？解析：由公式λ=ph 得该细菌的质量 19634109.1105.31063.6---⨯⨯⨯⨯===λv h v p m kg=×10-10 kg. 答案：×10-10 kg。

粒子的波动性(25分钟50分)一、选择题(本题共4小题，每题5分，共20分)1.在下列各组所说的两个现象中，都表现出光具有粒子性的是( )A.光的折射现象、偏振现象B.光的反射现象、干涉现象C.光的衍射现象、色散现象D.光电效应现象、康普顿效应【解析】选D。

本题考查光的性质。

干涉、衍射、偏振都是光的波动性的表现，只有光电效应现象和康普顿效应是光的粒子性的表现，D正确。

2.波粒二象性是微观世界粒子的基本特征，以下说法正确的有( )A.光电效应现象揭示了光的波动性B.热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性C.黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释D.动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等【解题指南】(1)在宏观现象中，波与粒子是对立的概念，而在微观世界中，波与粒子可以统一。

(2)光具有波粒二象性是指光在传播过程中和其他物质作用时分别表现出波和粒子的特性。

【解析】选B。

光电效应无法用波动性解释，爱因斯坦引入了光量子，成功解释了光电效应，因此光电效应现象揭示了光的粒子性，故A错误；衍射和干涉是波特有的现象，热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性，故B正确；黑体辐射的实验规律无法用光的波动性解释，为了解释黑体辐射规律，普朗克建立了量子理论，成功解释了黑体辐射的实验规律，故C错误；根据p=，因为质子质量大于电子质量，质子动量大于电子的动量，由λ=知质子的德布罗意波长比电子的小，故D错误。

3.关于物质波，下列认识错误的是( )A.只要是运动着的物体，不论是宏观物体，还是微观粒子，都有相应的波动性，这就是物质波B.只有运动着的微观粒子才有物质波，对于宏观物体，不论其是否运动，都没有相对应的物质波C.由于宏观物体的德布罗意波长太小，所以难以观察到它们的波动性D.电子束照射到金属晶体上得到了电子束的衍射图样，从而证实了德布罗意的假设是正确的【解析】选B。

由物质波的定义可知，只要物体运动就会有波动性，其波长λ=，B错误，A 正确；宏观物体的德布罗意波长太小，难以观测，C正确；电子束照射在金属晶体上得到电子束的衍射图样，说明了德布罗意的假设是正确的，D正确。

粒子的波动性「基础达标练」1．人类对光的本性的认识经历了曲折的过程．下列关于光的本性的陈述不符合科学规律或历史事实的是( )A．牛顿的“微粒说”与爱因斯坦的“光子说”本质上是一样的B．光的双缝干涉实验显示了光具有波动性C．麦克斯韦预言了光是一种电磁波D．光具有波粒二象性解析：选 A 牛顿的“微粒说”认为光子是一个一个的实物粒子，爱因斯坦的“光子说”认为光子是一份一份的能量，两者有本质上的区别，A错误；干涉现象和衍射现象都能显示光的波动性，B正确；麦克斯韦预言了光是一种电磁波，后来赫兹用实验证实了光是一种电磁波，C正确；现代物理学认为光既具有波动性，又具有粒子性，即光具有波粒二象性，D正确．故选A.2．(2019·甘肃临夏中学高二期末)下面关于光的波粒二象性的说法中，不正确的是( )A．大量光子产生的效果往往显示出波动性，个别光子产生的效果往往显示出粒子性B．频率越大的光其粒子性越显著，频率越小的光其波动性越显著C．光在传播时往往表现出波动性，光在跟物质相互作用时往往表现出粒子性D．光不可能同时既具有波动性，又具有粒子性解析：选D 光既具有粒子性，又具有波动性，即光具有波粒二象性，D错误；大量光子产生的效果往往显示出波动性，个别光子产生的效果往往显示出粒子性，A正确；在光的波粒二象性中，频率越大的光其粒子性越显著，频率越小的光其波动性越显著，B正确；光在传播时往往表现出波动性，光在跟物质相互作用时往往表现出粒子性，C正确．故选D.3．下列说法正确的是( )A．光的波动性类似于机械波，光的粒子性类似于质点B．光不具有波动性C．由于光既具有波动性，又具有粒子性，无法只用其中一种去说明光的一切行为，只能认为光具有波粒二象性D．实物粒子和光子一样都具有波粒二象性，所以实物粒子与光子是相同本质的物质解析：选C 光的波动性和光的粒子性不同于宏观的机械波和粒子，A错误；光既具有波动性又具有粒子性，B错误；光的波动性和粒子性是光的行为，即光具有波粒二象性，C 正确；实物粒子虽然与光子具有某些相同的现象，但粒子是实物，而光则是传播着的电磁波，其本质不同，D错误．4．通过学习波粒二象性的内容，你认为下列说法正确的是( )A ．能量较大的光子其波动性越显著B ．速度相同的质子和电子相比，质子的波动性更为明显C ．波粒二象性指光有时表现为波动性，有时表现为粒子性D ．康普顿效应中光子与静止的电子发生相互作用后，光子的波长变短了解析：选C 在光的波粒二象性中，频率越大的光，光子的能量越大，粒子性越显著，频率越小的光其波动性越显著，故A 错误；速度相同的质子和电子相比，由于质子的质量更大，由p ＝mv ，以及λ＝h p 可知，电子的波动性更为明显，故B 错误；光的波粒二象性是指光波同时具有波和粒子的双重性质，但有时表现为波动性，有时表现为粒子性，大量的光子波动性比较明显，个别光子粒子性比较明显，故C 正确；康普顿效应中光子与静止的电子发生相互作用后，光子的动量减小，所以波长变长了，故D 错误．5．质量为m 的粒子原来的速度为v ，现将粒子的速度增大到2v ，则描写该粒子的物质波的波长将(粒子的质量保持不变)( )A ．保持不变B ．变为原来波长的两倍C ．变为原来波长的一半D ．变为原来波长的 2 倍解析：选C 根据公式λ＝h p ＝h mv可以判断选项C 正确．6．通过学习波粒二象性的内容，你认为下列说法符合事实的是( )A ．宏观物体的物质波波长非常短，极易观察到它的波动性B ．光和电子、质子等实物粒子都具有波粒二象性C ．康普顿效应中光子与静止的电子发生相互作用后，光子的波长变短了D ．对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须大于这个波长，才能产生光电效应解析：选B 宏观物体的物质波波长非常短，非常不容易观察到它的波动性，故A 错误；现代物理学已经证实，光和电子、质子等实物粒子都具有波粒二象性，故B 正确；康普顿效应中光子与静止的电子发生相互作用后，光子的能量减小，波长变长了，康普顿效应证明光具有粒子性，故C 错误；根据光电效应发生的条件可知，对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于这个波长，才能产生光电效应，故D 错误．7．(多选)为了观察晶体的原子排列，可以采用下列方法：①用分辨率比光学显微镜更高的电子显微镜成像(由于电子的物质波波长很短，能防止发生明显衍射现象，因此电子显微镜的分辨率高)；②利用X 射线或中子束得到晶体的衍射图样，进而分析出晶体的原子排列．则下列分析中正确的是( )A ．电子显微镜所利用的是电子的物质波的波长比原子尺寸小得多B ．电子显微镜中电子束运动的速度应很小C ．要获得晶体的X 射线衍射图样，X 射线波长要远小于原子的尺寸D ．中子的物质波的波长可以与原子尺寸相当解析：选AD 由题目所给信息“电子的物质波波长很短，能防止发生明显衍射现象”及发生明显衍射现象的条件可知，电子的物质波的波长比原子尺寸小得多，由p ＝h λ可知它的动量应很大，速度应很大，A 正确，B 错误；由题目所给信息“利用X 射线或中子束得到晶体的衍射图样”及发生明显衍射现象的条件可知，中子的物质波波长及X 射线的波长与原子尺寸相当，C 错误，D 正确．8．如果一个中子和一个质量为10 g 的子弹都以103 m/s 的速度运动，则它们的德布罗意波的波长分别是多长？(中子的质量为1.67×10－27 kg) 解析：中子的动量为p 1＝m 1v ，子弹的动量为p 2＝m 2v ，据λ＝hp知中子和子弹的德布罗意波的波长分别为 λ1＝h p 1，λ2＝h p 2联立以上各式解得λ1＝h m 1v ，λ2＝h m 2v 将m 1＝1.67×10－27 kg ，v ＝103 m/s ，h ＝6.63×10－34 J·s，m 2＝1×10－2kg 代入上面两式可解得 λ1＝4.0×10－10 m ，λ2＝6.63×10－35 m.答案：4.0×10－10 m 6.63×10－35 m「能力提升练」9．(多选)关于下列图象的描述和判断正确的是( )A ．图甲表示电子束通过铝箔时的衍射图样，证实了运动电子具有粒子性B ．图甲表示电子束通过铝箔时的衍射图样，证实了运动电子具有波动性C ．图乙表示随着温度的升高，各种波长的辐射强度都会减小D ．图乙表示随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动 解析：选BD 图甲是电子束通过铝箔时的衍射图样，证实了运动电子具有波动性，选项A 错误，B 正确；图乙是黑体辐射实验规律图线，从图线能够看出，随着温度的升高，各种波长的辐射强度都会增大，且辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，选项D 正确，C 错误．10．(2019·昆明高二检测)X 射线是一种高频电磁波，若X 射线在真空中的波长为λ，以h 表示普朗克常量，c 表示真空中的光速，以E 和p 分别表示X 射线每个光子的能量和动量，则( )A ．E ＝hλc，p ＝0 B ．E ＝hλc ，p ＝hλc 2 C ．E ＝hcλ，p ＝0 D ．E ＝hc λ，p ＝h λ解析：选D 根据E ＝hν，且λ＝h p ，c ＝λν可得X 射线每个光子的能量为E ＝hc λ，每个光子的动量为p ＝h λ，故选D.11．关于物质波，下列说法正确的是( )A ．速度相等的电子和质子，电子的波长长B ．动能相等的电子和质子，电子的波长短C ．动量相等的电子和中子，中子的波长短D ．甲电子速度是乙电子的3倍，甲电子的波长也是乙电子的3倍 解析：选A 速度相等的电子和质子相比，电子的质量小，电子的动量小，根据物质波的波长公式：λ＝h p 可知，电子的波长长，故A 正确；由动能与动量的关系式：p ＝2mE k 及物质波的波长公式：λ＝hp ，λ＝h 2mE k，动能相等的质子和电子相比，质子的质量大，所以质子的物质波波长短，故B 错误；根据物质波的波长公式：λ＝hp 可知，动量相等的电子和中子的物质波的波长相等，故C 错误；甲电子的速度是乙电子的3倍，甲电子的动量也是乙电子的3倍，由λ＝h p ，可知甲电子的波长应是乙电子的13，故D 错误． 12.如图所示，光滑水平面上有A 、B 两球，开始时A 球以一定的速度向右运动，B 球处于静止状态．两球碰撞后均向右运动．设碰撞前A 球的德布罗意波长为λ1，碰撞后A 、B 两球的德布罗意波长分别为λ2和λ3，则下列关系正确的是( )A ．λ1＝λ2＝λ3B ．λ1＝λ2＋λ3C ．λ1＝λ2λ3λ2－λ3D ．λ1＝λ2λ3λ2＋λ3解析：选D 由动量守恒定律p 1＝p 2＋p 3，即h λ1＝h λ2＋h λ3，所以λ1＝λ2λ3λ2＋λ3. 13．现用电子显微镜观测线度为d 的某生物大分子的结构．为满足测量要求，将显微镜工作时电子的德布罗意波长设定为d n ，其中n >1.已知普朗克常量h 、电子质量m 和电子电荷量e ，电子的初速度不计，则显微镜工作时电子的加速电压应为多大？解析：电子在传播过程中形成物质波．物质波的波长λ＝h mv根据题意可知，d n ＝h mv解得v ＝nh md根据动能定理可知，eU ＝12mv 2－0 解得U ＝n 2h 22med 2. 答案：n 2h 22med 2 14．高速电子流射到固体上，可产生X 射线．产生X 射线的最大频率由公式hνm ＝E k 确定，E k 表示电子打到固体上时的动能．设电子经过U ＝9 000 V 高压加速，已知电子质量m e ＝9.1×10－31 kg.电子电量e ＝1.60×10－19 C ．求：(1)加速后电子对应的德布罗意波长；(2)产生的X 射线的最短波长及一个光子的最大动量．解析：(1)电子在电场中加速，根据动能定理，电子动能E k ＝eU对应的德布罗意波波长λ＝h 2m e E k ＝h 2m e eU≈1.3×10－11 m. 电子的德布罗意波长约为1.3×10－11 m.(2)当电子与固体撞击后，其动能全部失去，其中光子能量E k ＝hνmeU ＝E k解得λmin ＝hceU ≈1.4×10－10 m ，一个光子的最大动量p m＝hλmin＝4.7×10－24kg·m/s.答案：(1)1.3×10－11 m (2)1.4×10－10 m4.7×10－24kg·m/s。

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1如有帮助欢迎下载支持 第十七章 第三节 粒子的波动性1．(河北省保定市2016～2017学年高二下学期期中)如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等，则它们的下列物理量也相等的是( C )A ．速度B ．动能C ．动量D ．总能量解析：根据德布罗意波长公式，若一个电子的德布罗意波长和一个中子的波长相等，则动量P 也相等，故C 正确，A 、B 、D 错误。

2．(新疆昌吉市一中教育共同体2017～2018学年高二物理期末)在验证光的波粒二象性的实验中，下列说法正确的是( A )A ．使光子一个一个地通过狭缝，如时间足够长，底片上将会显示衍射图样B ．单个光子通过狭缝后，底片上会出现完整的衍射图样C ．光子通过狭缝的运动路线像水波一样D ．光的粒子性是大量光子运动的规律解析：在宏观世界里找不到既有粒子性又有波动性的物质，个别或少数光子表现出光的粒子性，大量光子表现出光的波动性，如果时间足够长，通过狭缝的光子数也就足够多，粒子的分布遵从波动规律，底片上将会显示出衍射图样，A 正确；D 错误；单个光子通过狭缝后，路径是随机的，底片上不会出现完整的衍射图样，BC 错误。

3．(江西省南康中学2016～2017学年高二下学期期中)现用电子显微镜观测线度为d 的某生物大分子的结构，为满足测量要求，将显微镜工作时电子的德布罗意波长设定为d n，其中n >1，已知普朗克常量h 、电子质量m 和电子电荷量e ，电子的初速度不计，则显微镜工作时电子的加速电压应为( D ) A ．n 2h 2med 2 B ．(nd 2h 2n 2e 3)13 C ．d 2h 22men 2 D ．n 2h 22med 2 解析：由德布罗意波长λ＝h p 知，p 是电子的动量，则p ＝mv ＝2meU ，而λ＝d n ， 代入得U ＝n 2h 22med 2。

3 粒子的波动性1．(多选)关于微观粒子波粒二象性的认识，正确的是( ) A．因实物粒子具有波动性，故其轨迹是波浪线B．由概率波的知识可知，因微观粒子落在哪个位置不能确定，所以粒子没有确定的轨迹C．只有光子具有波粒二象性，其他运动的微粒不具有波粒二象性D．光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光电效应说明光具有粒子性解析：实物粒子具有波动性，并不是其轨迹是波浪线，故A 错误；由概率波的知识可知，因微观粒子落在哪个位置不能确定，所以粒子没有确定的轨迹，故B正确；光具有波粒二象性，实物粒子同样具有波粒二象性，故C错误；光具有波粒二象性，光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光电效应说明光具有粒子性，故D正确．答案：BD2．一颗质量为10 g的子弹，以200 m/s的速度运动着，则由德布罗意理论计算，要使这颗子弹发生明显的衍射现象，那么障碍物的尺寸为( )A．3.0×10－10 m B．1.8×10－11 mC．3.0×10－34 m D．无法确定解析：λ＝hp＝hmv＝6.63×10－3410×10－3×200m≈3.32×10－34m，故能发生明显衍射的障碍物尺寸应为选项C.答案：C3．(多选)关于物质波，下列认识中错误的是( )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.答案：BD4．电子经电势差为U＝220 V的电场加速，在v≪c的情况下，求此电子的德布罗意波长(已知：电子质量为9.11×10－31 kg，电子电荷量为1.6×10－19 C)．解析：在电场作用下12mv2＝eU，得v＝2eUm，根据德布罗意波长λ＝hp得λ＝hmv＝h2meU＝1.23Unm.由于电压U＝220 V，代入上式得λ＝1.23220nm＝8.29×10－2 nm＝8.29×10－11 m.答案：8.29×10－11 mA级抓基础1．下列光的波粒二象性的说法中，正确的是( )A．有的光是波，有的光是粒子B．光的波长越短，其波动性越显著；波长越长，其粒子性越显著C．光的粒子性说明每个光子就像极小的小球体一样D．光波不同于宏观概念中的那种连续的波，它是表明大量光子运动规律的一种概率波解析：任何光都是既有波动性又有粒子性，故A错误；光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著；故B 错误；光的粒子性说明光是不连续的，但不同于宏观的小球，故C错误；光波不同于宏观概念中的那种连续的波，它是表明大量光子运动规律的一种概率波，故D正确．答案：D2．(多选)关于物质波，以下说法中正确的是( )A．任何一个物体都有一种波与之对应B．抖动细绳一端，绳上的波就是物质波C．动能相等的质子和电子相比，质子的物质波波长短D．宏观物体不会发生明显的衍射或干涉现象，所以没有物质波解析：由德布罗意假设可知，任何一个运动着的物体都有一种波与之对应，故A对；绳上的波是机械波，B错；动能相等时，由p＝2mE k得质子动量大些，由λ＝hp知质子物质波波长短，C对；宏观物质波波长太短，难以观测，但具有物质波，D错．答案：AC3．2002年诺贝尔物理学奖中的一项是奖励美国科学家贾科尼和日本科学家小柴昌俊发现了宇宙X 射线源．X 射线是一种高频电磁波，若X 射线在真空中的波长为λ，以h 表示普朗克常量，c 表示真空中的光速，以ε和p 分别表示X 射线每个光子的能量和动量，则( )A ．ε＝h λc，p ＝0 B ．ε＝h λc ，p ＝h λc 2 C ．ε＝hc λ，p ＝0 D ．ε＝hc λ，p ＝h λ解析：根据ε＝h ν，且λ＝h p，c ＝λν可得X 射线每个光子的能量为ε＝hc λ，每个光子的动量为p ＝h λ. 答案：D4．在下列各组所说的两个现象中，都表现出光具有粒子性的是( )A ．光的折射现象、偏振现象B．光的反射现象、干涉现象C．光的衍射现象、色散现象D．光电效应现象、康普顿效应解析：本题考查光的性质．干涉、衍射、偏振都是光的波动性的表现，只有光电效应现象和康普顿效应是光的粒子性的表现，D正确．答案：DB级提能力5．人类对光的本性认识的过程中先后进行了一系列实验，如下所示的四个示意图表示的实验不能说明光具有波动性的是( )解析：图中A、B、D分别是单缝衍射实验、双孔干涉实验和薄膜干涉的实验，干涉和衍射都是波的特有性质，因此单缝衍射实验、双孔干涉实验和薄膜干涉的实验都说明光具有波动性，故A、B、D正确．C是光电效应实验，说明了光的粒子性，不能说明光的波动性．故选C.答案：C6．如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等，则它们的________也相等( )A．速度B．动能C．动量D．总能量解析：根据德布罗意波的波长公式λ＝hp可知，如果电子的德布罗意波长与中子相等，则电子与中子一定具有相同的动量，故C项正确.答案：C7．如果一个中子和一个质量为10 g的子弹都以103m/s的速度运动，则它们的德布罗意波的波长分别是多长(中子的质量为1.67×10－27 kg)?解析：本题考查德布罗意波长的计算．任何物体的运动都对应着一个波长，根据公式λ＝h p不难求得结果．中子的动量为p 1＝m 1v ，子弹的动量为p 2＝m 2v ，据λ＝h p知中子和子弹的德布罗意波长分别为：λ1＝h p 1，λ2＝h p 2， 联立以上各式解得：λ1＝h m 1v ，λ2＝h m 2v. 将m 1＝1.67×10－27 kg ，v ＝1×103 m/s ，h ＝6.63×10－34 J ·s ，m 2＝1.0×10－2 kg.代入上面两式可解得：λ1≈4.0×10－10 m ，λ2＝6.63×10－35 m.答案：4.0×10－10 m 6.63×10－35 m。

第三节 粒子的波动性预习导航1．光的波粒二象性(1)（2)光子的能量和动量：能量表达式ε＝hν，动量表达式p ＝h λ。

(3)意义：能量ε和动量p 是描述物质的粒子性的重要物理量；波长λ和频率ν是描述物质的波动性的典型物理量.因此ε＝hν和p ＝h λ揭示了光的粒子性和波动性之间的密切关系。

2．粒子的波动性及实验验证(1)粒子的波动性：①德布罗意波:任何一种实物粒子都和一个波相对应，这种波被称为德布罗意波，也叫物质波。

②物质波的波长和频率：波长公式λ＝h p ，频率公式 ν＝h ε。

(2)物质波的实验验证：①实验探究思路：干涉、衍射是波特有的现象，如果实物粒子具有波动性，则在一定条件下,也应该发生干涉或衍射现象.②实验验证：1927年戴维孙和G 。

P 。

汤姆孙分别利用晶体做了电子束衍射的实验，得到了电子的衍射图样，证实了电子的波动性。

③说明：（a)人们陆续证实了质子、中子以及原子、分子的波动性,对于这些粒子，德布罗意给出的ν＝h和λ＝h p 关系同样正确。

(b ）宏观物体的质量比微观粒子的质量大得多，宏观物体运动时的动量很大，对应的德布罗意波的波长很小，根本无法观察到它的波动性。

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