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4　概率波教学设计第二课时｜教案在线预览

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关键词：4　概率波教学设计第二课时

正文

第十七章

波粒二象性

4概率波

教学目标

了解微粒说和粒子说的基本观点及对光学现象的解释和所遇到的问题。

认识光的波粒二象性，由光是一种概率波，领悟什么是概率波

初步掌握科学抽象这种研究方法，能数形结合。

了解先进的认识论可以有意识地抛弃落后的“非此即彼”的认识论，建立科学的认识观。

知道对真理的认识是在不断发展中完善的。

教学重点

实物粒子和光子一样具有波粒二象性，会进行简单的计算. 教学难点

物质波的概念、通过物质波的概念认识“轨迹”描述的局限，进一步了解牛顿力学的局限性. 教学过程

导入新课

复习上节内容思考

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,为什么对于光子、电子和质子等粒子又能集它们于一身呢？

新课内容

一、经典的粒子和经典的波

二种模型---粒子模型和波动模型

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。

物理学中物质分为电子、质子等实物和电场、磁场等场类的两大类。

法国物理学家德布罗意认为运动的物质也有波动性，运动的物质对应的波就叫物质波。

所有的物质都有德布罗意波，只是动量越大其波长越短，波动性越弱，粒子性越强。

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

二、概率波

1926年，德国物理学玻恩提出了概率波，认为个别微观粒子在何处出现有一定的偶然性，但是大量粒子在空间何处出现的空间分布却服从一定的统计规律。

为了了解光波和物质波是什么样的波，还是从光的波粒二象性入手。

观察光的双缝干涉实验

按照光子的模型，每个同频光子都带有一份能量，所以条纹明暗的分布应该是到达屏上的光子数目的分布。因此，光的强弱对应于光子的数目，即明纹处到达的光子的数多，暗纹处到达光子数少。

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），

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。

按光子的模型，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

课堂小结

一、经典的粒子和经典的波粒子模型波动模型二、概率波光的波粒二象性光的干涉光波是一种概率波物质波电子的干涉条纹

资料摘要

4　概率波教学设计第二课时