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时间:2018-01-15
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1、粒子的波动性教学设计17830《粒子的波动性》教学设计 【教学目标】 1.知识与技能 (1)知道光、实物粒子具有波粒二象性; (2)知道德布罗意假设的内容,公式表达; (3)了解德布罗意波的验证过程。 2.过程与方法 (1)沿着物理学家的研究过程展开教学,尽量再现物理学家的思想和研究方法。 (2)通过“小练习”对比,进而理解宏观物体的波动性不明显,并找到验证物质波的方法。 3.情感态度与价值观 (1)感受人类对光认识的美好、曲折过程,欣赏物理学的对称美,体会蕴含的哲学思想。 (2)从科学家的工作中感悟科学探究:如何向固有观念挑战,提
2、出大胆猜想和假说,如何寻找有效的方法加以验证……。 (3)培养学生的科学文化素质──科学方法、科学意识、科学精神。 【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,多媒体教学设备。 【教学过程】 一、引入新课 大家请看窗户,上面粘有报纸,是为了遮挡什么呢?光!光究竟是什么呢?(大屏幕展示了人类对光认识的过程)从远古的微粒说到20世纪的光
3、子说经历了一个漫长的过程,但19世纪以来,在光学上,与波动方面的研究相比,忽视了粒子方面的研究,而在实物粒子的研究上,是否也有错误的认识呢?本节课我们共同学习崭新的一页,粒子的波动性。 二、新课教学 (一)光的波粒二象性 阅读教材找到光的波粒二象性的内容: 设疑:我们已知道光的波粒二象性的内容,那么应该如何理解它呢?请同学们观察光子的双缝干涉图样,并完成思考与讨论。 思考与讨论: 从图样可知单个或少量光子表现什么特性,大量光子表现什么特性? 归纳:光的波粒二象形的理解: 个别或少量光子易显示出光的粒子性,大量光子显示出波动性;波动性、粒子
4、性都是光的本身属性,不可分离。 针对性训练 下列现象说明光具有波粒二象性的是() A.光的偏振和干涉 B.光的衍射和干涉 C.光的干涉和光电效应 D.光的衍射和康普顿效应 (二)实物粒子的波动性 设疑:谁大胆地将光的波粒二象性推广到实物粒子的? 提示:类比的方法是研究问题的基本方法,希望大家在以后的学习中应用。 总结:德布罗意的总结──承上启下。 德布罗意假设──实物粒子也具有波动性;每个运动的粒子都与一个对应的波相联系。 德布罗意波──与实物粒子相联系的波,也叫物质波。 强调:任何物体,小到电子大到太阳都是实物粒子。 德布罗
5、意波的频率公式── 德布罗意波的波长公式── 针对性训练 2.一质量为0.01kg,速度为300m/s的子弹,则它的德布罗意波长为多大? 思考与讨论: 通过上题的计算,说一说为什么我们没有观察到宏观物体的波动性? (三)物质波的实验验证 教师设疑:德布罗意的假设又是如何被验证的呢? 提示:戴维孙和汤姆孙的实验证明了德布罗意波的存在,从而使德布罗意获得了1929年的诺贝尔物理学奖,他们为此也获得了1937年的诺贝尔物理学奖。相信大家在不久的将来也会达到这种程度。 引导学生观察视频:重温历史──电子的衍射 学观看视频,思考如何理解德布
6、罗意波? 提示:播放视频中指引点拨,帮助学生理解德布罗意波。 德布罗意波理解──单个实物粒子也会表现出波动性。 小结 让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结,其他同学在笔记本上总结,然后请同学评价黑板上的小结内容。 认真总结概括本节内容,并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结,看谁的更好,好在什么地方。 总结课堂内容,培养学生概括总结能力。 教师要放开,让学生自己总结所学内容,允许内容的顺序不同,从而构建他们自己的知识框架。 巩固提高 1.下列说法正确的是() A.只有大量电子才能表现波动性 B.只有像电
7、子、质子、中子这样的微观粒子才具有波动性 C.德布罗意认为,任何一个运动着的物体,小到电子、质子,大到行星、太阳都有一种波和它对应,这种波叫做物质波 D.宏观物体运动时,看不到它的衍射或干涉现象,所以宏观物体运动时不具有波动性 2.一个电子和一个质子具有同样的动能时,它们的德布罗意波长那个大? 作业:
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