4　概率波教案推荐

概率波

【教学目标】

知识与技能

1．了解微粒说的基本观点及对光学现象的解释和所遇到的问题． 2了解波动说的基本观点及对光学现象的解释和所遇到的题． 3了解事物的连续性与分立性是相对的，了解光既有波动性，又有粒子性． 4了解光是一种概率波．理解人类对光的本性的认识和研究经历了一个十分漫长的过程，这一过程也是辩证发展的程．根据事实建立学说，发展学说，或是决定学说的取舍，发现新的事实，再建立新的学说．人类就是这样通过光的行为，经过分析和研究，逐渐认识光的本性的．人类对光的本性的认识的发展过程．

量子化、二象性、概率波等概念的。

过程与方法

1．领悟什么是概率波

2．了解物理学中物理模型的特点初步掌握学科抽象这种研究方法

3．通过数形结合的学习，认识教学工具在物理学中的应用

情感态度与价值观

理解人类对光的本性的认识和研究经历了一个十分漫长的过程，这一过程也是辩证发展的过程。根据事实建立学说，发展学说，或者是决定学说的取舍，发现新的事实，再建立新的学说，人类就是这样通过光的行为，经过分析研究，逐渐认识光的本性的。

【教学重点】

人类对光的本性的认识发展过程

【教学难点】

对量子化，波粒二象性，概率波等概念的理解

【教学方法】

教学结构：

创设情境，提出问题----观察思考，自主探索---讨论交流，总结归纳

方法：交流互动

【教学器材】

课件：演示文稿 辅助多媒体设备

【授课内容】 一、经典的粒子和经典的波在经典物理学的观念中，，人们形成了一种观念，物质要么具有粒子性，要么具有波动性，非此即彼。任意时刻的确定位置和速度以及空中的确定轨道，是经典物理学粒子运动的基本特征。与经典的粒子不同，经典的波在空间中是弥散开来的，其特征是具有频率和波长，也就是具有时空的周期性。

显而易见，在经典物理学中，波和粒子是两种不同的研究对象，具有非常不同的表现。那么，为什么光和微观粒子既表现有波动性又表现有粒子性的双重属性呢？ 1926年，德国物理学玻恩

（Born ， 1882--1972）

展示演示文稿资料：玻恩

点评：应用物理学家的历史资料，不仅有真实感，增强了说服力，同时也能对学生进行发放教育，有利于培养学生的科学态度和科学精神，激发学生的探索精神。

２、概率波对光的双缝衍射现象的解释：

光是一种粒子，它和物质的作用是“一份一份”地进行的.用很弱的光做双缝干涉实验.从光子打在胶片上的位置，我们发现了规律性. 实验结果表明，如果曝光时间不太长，底片上只出现一些无规则分布的点子，那些点子是光子打在底片上形成的，如果曝光时间足够长，我们无法把它们区分开，因此看起来是连续的.单个光子通过双缝后的落点无法预测,但是研究很多光子打在胶片上的位置,我们发现了规律性:光子落在某些条形区域内的可能性较大.这些条形区域正是某种波通过双缝后发生干涉时振幅加强的区域.这个现象表明，光子在空间各点出现的可能性的大小（概率），正是由于这个原因，1926年德国的物理学家波恩指出：虽然不能肯定某个光子落在哪一点，但由屏上各处明暗不同可知，光子落在各点的

概率是不一样的，即光子落在明纹处的概率大，落在暗纹处的概率小。这就是说，光子在空间出现的概率可以通过波动的规律确定，所以，从光子的概念上看，光波是一种概率波。物理学中把光波叫做概率波. 概率表征某一事物出现的可能性. 经过长期的探索，人们对光的认识越来越深入了.光既是一种波,又是一种粒子,光既表现出波动性又表现出粒子性.而在我们的经验中找不到既是波,又是粒子的东西.这是因为我们的经验局限于宏观物体的运动,微观世界的某些属性与宏观世界不同，我们从来没有过类似的经历.随着人类的认识范围不断扩展，不可能直接感知的事物出现在我们面前.在这种情况下我们就要设想一种模型，尽管以日常经验来衡量，这个模型的行为十分古怪，但是只要能与实验结果一致，它就能够在一定范围内正确代表所研究的对象. 对于电子和其他微观粒子，由于同样具有波粒二象性，所以与它们相联系的物质波也是概率波。也就是说，单个粒子位置是不确定的。对于大量粒子，这种概率分布导致确定的宏观结果用统计观点看待单个粒子与粒子总体的联系，并将波的观点与粒子观点结合起来了，但这里的波是特殊意义的波，因而被称为“概率波”．

这种对物质波衍射与实物粒子的波粒二象性的理解，称作统计解释或概率解释．