3　粒子的波动性ppt配套的板书设计及意图

粒子的波动性

一、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）知道德布罗意假说的内容，公式表达；

（3）了解物质波的验证过程。

(4)知道光本质探索的历程。

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养──科学方法、科学意识、科学精神。

二、教学重点：知道德布罗意波及德布罗意波波长计算粒子同样具有波动性

三、教学难点：理解德布罗意波（物质波）及表现规律。

四、教学过程与教学内容

一．引入新课

⑴趣味故事引出问题：光的本质是什么？

人类对光认识的历史过程

──

一部科学史诗，两大派系的争论

①粒子派代表人物：牛顿，爱因斯坦；波动派代表人物：惠更斯，麦克斯韦。

②十七世纪光的微粒说(代表人物---牛顿)：光是从光源发出的一种物质微粒，在均匀介质中以一定的速度传播，能解释光的反射现象、析射现象，但是无法解释两束光交叉不改变方向，继续朝原来方向传播。

③同时期光的波动说(代表人物---惠更斯) ：认为光是一种波，尤其是在杨氏双缝干涉，菲涅尔单缝衍射两个实验，观察到光的干涉和衍射现象，这是波动的特征，微粒说无法解释。

④光的电磁说(十九世纪：代表人物---麦克斯韦) 麦克斯韦认为光是一种电磁波,赫兹用实验证实了光的电磁本性.光是电磁波的主要依据：①传播都不需介质.②都是横波.③在真空中传播速度相同。

⑤19世纪末赫兹等又发现了---光电效应现象，用波动说无法解释。

⑥爱因斯坦于20世纪初提出了光子说，认为光具有粒子性，从而解释了光电效应。

最后以爱因斯坦提出的“光具有波粒二象性”而落下了帷幕。为此爱因斯坦获得了诺贝尔物理学奖。

公式中ε和p是物质所具有的粒子性的重要物理量，而是波长与频率是波动性的典型物理量，所以两式左侧是粒子性，而右侧却是波动性，它们通过普朗克常量h联系，可见光的波动性与粒子性并不矛盾。光的波动性和粒子性是一对矛盾的两个方面，彼此含有对方的

成份，共存于光的统一体中。

（2）习题计算

1.一束波长0.3nm的电磁波在真空中传播.（光在真空中传播速度c =3.0×108m/s，普

朗克常量h=6.626×10-34J.S) （1）该电磁波的光子具有多少能量？

(2)计算该光子的动量。

（3）为什么该电磁波光子呈现极小的粒子性？

二．进行新课

⑴德布罗意提出实物粒子具有波动性的假设

19世纪以来，光学上注重波动方面的研究，忽视了粒子方面的研究；而实物粒子的研究上，是否发生了相反的错误？体会德布罗意从类比和对称性思考的科学思想方法。

（2）物质波的验证

问题：如何验证德布罗意假说？

（3）小练习：应用德布罗意波能量、动量关系式计算子弹及电子的波长。

计算：一个质量为0．01kg，速度为300m/s的子弹，对应的德布罗意波长？

解析：波长太小，波动性不明显。

问题：射击运动员是否会因为子弹的波动性而失准？

计算：速度v=10m/s跑步的人，质量为m=60kg，对应的德布罗意波长为多少？

结论：通过计算结果可知，宏观物体的质量一般较大，动量较大，对应

波长较小，波动性不明显。

⑷粒子波动性的应用——电子显微镜

五、课堂小结

（1）小结本节内容

（2）本节课的设计不仅关注知识及知识的形成过程，更注重科学素质的培养，也关注情感态度价值观方面的东西。教师通过对光的本质的认识这一线索，对光的有关知识进行重新复习，对光的粒子性与波动性有一个系统的全面的认识。