3　粒子的波动性教案1

课时：

年 月 日 星期 NO:

课题

教学目标

重点

难点

关键

学情

分析

粒子的波动性

概率波

不确定性关系

课型

新授

1.

知识与技能：了解光既具有波动性，又具有粒子性

2.

过程与方法：了解物理真知形成的历史过程。

3.

情感态度与价值观：使学生了解科学真知的得到并非一蹴而就，需要经过一个较长的历史发展过程，不断得到纠正与修正。

知道实物粒子和光子一样具有波粒二象性

教(学)具.资料

知道德布罗意波的波长和粒子动量关系。

了解物理学研究的基础是实验事实以及实验对于物理研究通过了解电子衍射实验，使学生了解创造条件来进行有关物教 学 内 容

光是一种物质，它既具有粒子性，又具有波动性。在不同条件下表现出不同特性……

投影仪

主导调控

主体活动

时间

.一.光的波粒二象性：光既具有波动性，又具有粒子性，即光具有波粒二象性

1．波动性的证据：干涉。衍射，偏振等 电磁波

2．粒子性的证据：光电效应，康普顿效应 光子说

3．波动性和粒子性的统一：

个别光子的行为表现为粒子性;大量光子的行为表现为波动性

实例：底片曝光的实验：讲解实验过程及现象：

二．实物粒子的波粒二象性：

1.粒子的波动性：德布罗意提出实物粒子也具有波动性。这种与实

物粒子相联系的波称为德布罗意波或物质波

2.大量实验都证实：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即实物粒子也具有波粒二象性

德布罗意，波动力学创始人，量子力学奠基人之一。1929年，德布罗意获hh得诺贝尔物理学奖

Ehpp 电子衍射图样：

一颗子弹、一个足球为什么没观察到波动性呢？

例：求质量 m = 0.01kg，速度 v = 300 m/s 的子弹的德布洛意波长

结果表明，宏观物体(如子弹)的波长太小，波动性根本测不出来。所以，宏观物体只表现出粒子性。

三．概率波：光的波动性和物质波都是概论波：

1.经典的粒子和经典的波：在经典物理学中，波和粒子是两个不同的研究对象，具有非常不同的表现，互不相容，遵从不同的规律。不能对同一个研究对象应用两种不同的规律

2.概率波：1926年德国物理学家波恩提出了概率波，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。

3.对概率波的理解：波动性不是光（粒子）子间相互作用引起的，而是光子自身固有的性质

①单个粒子的位置是不确定的，但在某点附近出现的概率的大小可以由波动规律确定。

②大量粒子，概率的分布导致确定的宏观结果。粒子数越多，规则的条纹越来越明显。

四．不确定性关系（德国海森伯）：若用△x表示位置的不确定量，用△p表示粒子在x方向上的动量的不确定量，则：

∆x∆p≥h/4π

电子衍射中的不确定度一束电子以速度 v 轴射向狭缝。电子在中央主极大区域出现的几率最大。△x表示粒子位置的不确定量，△p表示沿x轴的动量不确定量△x越小，明纹宽度越大，Φ角越大，p的不确定量越大。衍射越明显。反之，p的不确定量越小。

玻恩曾说过：“1932年我没有和海森堡一起得到诺贝尔奖金，尽管海森堡给我写了一封友好的信，这件事当时还是在我的感情上造成了巨大的创伤。”

在1933年12月11日海森堡的诺贝尔获奖者演讲中，他感谢了玻尔，却对玻恩的先前影响只字不提，对玻恩的直接工作一言以蔽之。在展望量子力学的未来时海森伯干脆彻底屏弃了他的恩师，海森堡的实用主义箴言是：“成功不择手段。”

板

书

设

计

.一.光的波粒二象性：光既具有波动性，三．概率波：光的波动性和物质波都是又具有粒子性，即光具有波粒二象性

概论波：

二．实物粒子的波粒二象性：

四．不确定性关系（德国海森伯）：

课

后

小

结

检查意见：

签字： 月 日