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3　粒子的波动性第一课时教学实录｜教案在线预览

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关键词：3　粒子的波动性第一课时教学实录

正文

高二物理

崭新的一页：粒子的波动性

【教学目标】

1、知识与技能：了解光的波粒二象性．

了解粒子的波动性．

2、过程与方法：培养学生的观察、分析能力。

3、情感态度与价值观：培养学生严谨的科学态度，正确地获取知识的方法。

【重点难点】

1、重点：粒子波动性的理解

2、难点：对德布罗意波的实验验证

【授课内容】

一、说明：光的波粒二象性的联系

（1）、E=hν

光子说不否定波动性

光具有能量动量，表明光具有粒子性。光又具有波长、频率，表明光具有波动性。且由E=hν，光子说中E=hν，ν是表示波的物理量，可见光子说不否定波动说。

（2）、光子的动量和光子能量的比较：p=h与ε=hν

Ｐ与ε是描述粒子性的，λ、ν是描述波动性的，h则是连接粒子和波动的桥梁

波粒二象性对光子来讲是统一的。

二、德布罗意波（物质波）

1924年，德布罗意(due de Broglie, 1892-1960)最早想到了这个问题，并且大胆地设想，对于光子的波粒二象性会不会也适用于实物粒子。

De . Broglie 1924年发表了题为“波和粒子”的论文，提出了物质波的概念。

他认为，“整个世纪以来（指19世纪）在光学中比起波动的研究方法来，如果说是过于忽视了粒子的研究方法的话，那末在实物的理论中，是否发生了相反的错误呢？是不是我们把粒子的图象想得太多，而过分忽略了波的图象呢”

于是，他提出：一切实物粒子都有具有波粒二象性。即每一个运动的粒子都与一个对应的波相联系。

能量为E、动量为p的粒子与频率为v、波长为的波相联系，并遵从以下

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关系：E=mc2=hv

p=mv=h

其中p：运动物体的动量

h：普朗克常量

1、德布罗意波

这种和实物粒子相联系的波称为德布罗意波(物质波或概率波),其波长称为德布罗意波长。

2、一切实物粒子都有波动性。

后来，大量实验都证实了：质子、中子和原子、分子等实物微观粒子都具有波动性，并都满足德布罗意关系。

一颗子弹、一个足球有没有波动性呢？

【例1】试估算一个中学生在跑百米时的德布罗意波的波长。

解：估计一个中学生的质量m≈50kg ，百米跑时速度v≈7m/s ，则

λ=h=1.9×10－36m p计算结果表明，子弹的波长小到实验难以测量的程度，宏观物体的物质波波长非常小，所以很难表现出其波动性。

所以，宏观物体只表现出粒子性。

如速度v=5.0102m/s飞行的子弹，质量为m=10-2Kg，对应的德布罗意波长为：如电子m=9.110-31Kg，速度v=5.0107m/s, 对应的德布罗意波长为：h1.31025nmmvh1.4102nmmvX射线波段太小测不到！

可见，只有微观粒子的波动性较显著；而宏观粒子(如子弹)的波动性根本测不出来。

德布罗意公式成为揭示微观粒子波－粒二象性的统一性的基本公式，1929年，De Broglie因发现电子波而荣获Nobel

物理学奖。

三、物质波的实验验证

G.P.汤姆孙电子衍射实验

1927年汤姆孙观察了电子束透过多晶薄片的衍射现象.

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DKMP

1961年,C.约恩孙让电子束通过单缝、多缝的衍射图样.

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3　粒子的波动性第一课时教学实录