3　粒子的波动性教案教学设计

粒子的波动性》教学设计

邢台市第二中学

汲润宪

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：PPT演示文稿，多媒体教学设计

教学过程

引入新课

大家请看窗户，上面粘有报纸，是为了遮挡什么呢？（大屏幕展示了人类对光认识的过程，）从远古的微粒子说到20世纪的光子说经历了漫长的过程，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，是否也有错误地认识呢？本节课我们共同学习崭新的一页，粒子的波动性。

一、新课教学

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：光的波动二象性的理解：

个别或少量光子显示光的粒子性，大量光子显示出波动性；波动性、粒子性都显示光的本身属性不可分离。

针对性练习：

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：类比的方法是将研究问题基本方法，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——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

提示：播放视频中指出点拨，帮助学生理解德布罗意波。

德布罗意理解——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。

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动能时，它们的德布罗意波长哪个大？

作业：