粒子的波动性教案

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1、粒子的波动性（一）知识与技能1．了解光既具有波动性，又具有粒子性。2．知道实物粒子和光子一样具有波粒二象性。3．知道德布罗意波的波长和粒子动量关系。（二）过程与方法1．了解物理真知形成的历史过程。2．了解物理学研究的基础是实验事实以及实验对于物理研究的重要性。3．知道某一物质在不同环境下所表现的不同规律特性。（三）情感、态度与价值观1．通过学生阅读和教师介绍讲解，使学生了解科学真知的得到并非一蹴而就，需要经过一个较长的历史发展过程，不断得到纠正与修正。2．通过相关理论的实验验证，使学生逐步形成严谨求实的科学态度。3．通过了解电子衍射实验，使学生了解

2、创造条件来进行有关物理实验的方法。★教学重点实物粒子和光子一样具有波粒二象性，德布罗意波长和粒子动量关系。★教学难点实物粒子的波动性的理解。★教学方法学生阅读－讨论交流－教师讲解－归纳总结★教学用具：课件：PP演示文稿（科学家介绍，本节知识结构）。多媒体教学设备。★课时安排1课时★教学过程（一）引入新课提问：前面我们学习了有关光的一些特性和相应的事实表现，那么我们究竟怎样来认识光的本质和把握其特性呢？请同时举出相应的事实基础。学生阅读课本、思考后回答：光是一种物质，它既具有粒子性，又具有波动性。在不同条件下表现出不同特性。（分别举出有关光的干涉衍射

3、和光电效应等实验事实）。点评：让学生阅读课本内容结合前面所学知识进行归纳总结，形成正确观点。教师：原来我们不能片面地认识事物，能举出本学科或其他学科或生活中类似的事或物吗？学生举例说明：例如哲学中对事物的辨正观点等。点评：培养学生对事物或规律的全面把握，并与与其他学科进行横向渗透联系。（二）进行新课1、光的波粒二象性教师：讲述光的波粒二象性。在学生的辨析说明下进行归纳整理。（1）我们所学的大量事实说明：光是一种波，同时也是一种粒子，光具有波粒二象性。光的分立性和连续性是相对的，是不同条件下的表现，光子的行为服从统计规律。（2）光子在空间各点出现的概

4、率遵从波动规律，物理学中把光波叫做概率波。点评：通过学生归纳总结形成结论，教师再进行讲解，学生容易接受。充分注重知识的学生自主形成过程。2、光子的能量与频率以及动量与波长的关系。让学生找到更多的关系公式：＝提问：受此启发，人们想到：同样作为物质的实物粒子(如电子、原子、分子等)是否也具有波动性呢？学生阅读课本“粒子的波动性”。点评：让学生带着问题阅读，提高阅读的效率，培养学生从课文材料中提取有关信息的能力。3、粒子的波动性提问：谁大胆地将光的波粒二象性推广到实物粒子？只是因为他大胆吗？学生回答：法国科学家德布罗意考虑到普朗克能量子和爱因斯坦光子理论

5、的成功，大胆地把光的波粒二象性推广到实物粒子。展示演示文稿资料：有关德布罗意。点评：使学生了解对知识理论的推广和假设并不是一味的凭空猜想，而是有一定的理论或事实基础。（1）德布罗意波实物粒子也具有波动性，这种波称之为物质波，也叫德布罗意波。（2）物质波波长＝提问：各物理量的意义？学生回答：为德布罗意波长，h为普朗克常量，p为粒子动量。点评：对物理原理公式的理解关键在于对各物理量意义的理解。讲述：当时这一观点超出了人们的想象，不被人们所接受，历史上类似的事例我们还知道那些？学生回答：伽利略的两个铁球同时落地等。点评：使学生了解正确的知识理论往往并不是

6、一提出就能被大家所接受的。教师：让学生带着问题阅读课本有关内容，为什么德布罗意波观点很难通过实验验证？又是在怎样的条件下使实物粒子的波动性得到了验证？4．物质波的实验验证提问：粒子波动性难以得到验证的原因？学生阅读教材后回答：宏观物体的波长比微观粒子的波长小得多，这在生活中很难找到能发生衍射的障碍物，所以我们并不认为它有波动性．作为微观粒子的电子，其德布罗意波波长为10－10m数量级，找与之相匹配的障碍物也非易事．点评：让学生知受实际条件的限制而使很多理论在开始都处于假设阶段，不易被人们接受。例题：某电视显像管中电子的运动速度是4.0×107m/s

7、；质量为10g的一颗子弹的运动速度是200m/s．分别计算它们的德布罗意波长．引导学生分析，学生解答：根据公式计算得1.8×10-11m和3.3×10-34m点评：通过具体计算使学生对实物粒子的德布罗意波长有感性认识，进一步理解实物粒子波动性验证的困难。说明：由计算结果知，通常生活中观察不到实物波动特性征的原因。展示演示文稿资料：电子波动性的发现者———戴维森和小汤姆逊（电子波动性的发现,使得德布罗意由于提出实物粒子具有波动性这一假设得以证实,并因此而获得1929年诺贝尔物理学奖.而戴维森和小汤姆逊由于发现了电子的波动性也同获1937年诺贝尔物理学

8、奖）学生阅读有关物理学历史资料，了解物理学有关知识的形成建立和发展的真是过程。点评：应用物理学家的历史资料，不仅有真实感，