实物粒子的波粒二象性.docx

4实物粒子的波粒二象性
1在历史上,最早证明了德布罗意波存在的实验是().
A.弱光衍射实验
B.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,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.
答案:B
2关于物质波的认识,下列说法正确的是().
A.电子的衍射证实了物质波的假设是正确的
B.物质波也是一种概率波
C.任何一个物体都有一种波和它对应,这就是物质波
D.物质波就是光波
解析:电子是粒子,但它却能发生衍射现象,说明电子运动起来是一种波,但这种现象是大量电子的统计规律,所以物质波的假设是正确的,物质波是一种概率波.
答案:ABC[来源:学,科,网Z,X,X,K][来源:学科网]
3关于物质波,下列说法正确的是().
A.速度相等的电子和质子,电子的波长大
B.动能相等的电子和质子,电子的波长小
C.动量相等的电子和中子,中子的波长小
D.甲电子速度是乙电子速度的3倍,甲电子的波长也是乙电子的3倍
解析:由λ=hp可知动量大的波长小,电子与质子速度相等,电子动量小,波长大;电子与质子动能相等时,由于动能与动量存在关系:p=2mEk,电子的动量小,所以波长大;动量相等的电子与中子,其波长应该相等;如果甲、乙两电子速度远小于光速,甲的速度是乙的三倍,则甲的波长是乙的13.
答案:A
4根据物质波理论,下列说法正确的是().
A.微观粒子有波动性,宏观物体没有波动性
B.宏观物体和微观粒子都具有波动性
C.宏观物体的波动性不易被人观察到是因为它的波长太长
D.速度相同的质子和电子相比,电子的波动比更为明显
解析:由德布罗意假设知,一切物质都有波动性,且λ=hp,只是宏观物体的波长太短,波动性不易被观察到,B正确.速度相同的电子比质子的动量更小,波长更长,波动性相对明显,D正确.
答案:BD
5任何一个运动着的物体,小到电子、质子,大到行星、太阳,都有一种波与之对应,波长是λ=hp(p为物体的动量),人们把这种波叫作德布罗意波.现有一德布罗意波长为λ1的中子和一个德布罗意波长为λ2的氘核相向对碰后结合成一个氚核(λ1>λ2),该氚核的德布罗意波长为().
A.λ1+λ22B.λ1-λ22
C.λ1λ2λ1+λ2 D.λ1λ2λ1-λ2
解析:由题意可知,两粒子的初动量分别为p1=hλ1和p2=hλ2.碰撞过程中动量守恒,所以碰撞后形成的氚核的动量为p2-p1=hλ,所以该氚核的德布罗意波长为λ=hp2-p1=λ1λ2λ1-λ2.[来源:1]
答案:D
6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(由于电子的物质波长很短,能防止发生明显的衍射现象,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波长比原子尺寸小得多
B.电子显微镜中电子束的运动速度应很小
C.要获得晶体的X射线衍射图样,X射线的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:能发生明显衍射的条件是障碍物的尺寸和波长差不多或比波长更小,对电子显微镜我们要避免发生衍射,所以电子束的波长要远小于原子,避免发生明显衍射,提高分辨率;而要分析晶体的原子排列,则需要明显衍射,X射线和中子束的波长则应和原子的尺寸相当,用以发生明显的衍射.[来源:]
答案:AD
7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=1.67×10-27kg,可以估算德布罗意波长λ=1.82×10-10m的热中子动能的数量级为().
A.10-17J B.10-19J
C.10-21J D.10-24J
解析:根据德布罗意波理论,中子动量p=hλ,中子动能Ek=p22m=h22mλ2,代入数据可以估算出数量级,选项C正确.
答案:C
8德布罗意认为:任何一个运动着的物体,都有一种波与它对应,波长是λ=hp,式中p是运动物体的动量,h是普朗克常量.已知某种紫光的波长是440nm,若将电子加速,使它的德布罗意波长是这种紫光波长的10-4倍.
(1)求电子的动量的大小;
(2)试推导加速电压跟德布罗意波波长的关系,并计算加速电压的大小.(电子质量m=9.1×10-31kg,电子电荷量e=1.6×10-19C,普朗克常量h=6.6×10-34J·s,加速电压的计算结果取一位有效数字)
解析:(1)λ=hp,电子的动量
p=hλ=6.6×10-344.4×10-11kg·m/s=1.5×10-23kg·m/s.
(2)电子在电场中加速,有[来源:]
eU=12mv2
U=mv22e=h22meλ2=8×