3　粒子的波动性ppt配套的板书设计及意图

石家庄市第二十五中学教案 课题

17.3 粒子的波动性

一、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。 课时

1 备课教师

何梦阳

二、过程与方法：

教学

（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。 目标

（2）通过计算对比，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。

三、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【教学重点】

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。

教学过程

出示学习 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。

目标

教师活动

学生（小组）活动

设计意图

（一）新课导入

课

题

引

入

上节课我们学习的光电效应和康普顿效应说明了光的粒子性，于是就有同学提出：粒子是不是也具有波动性呢？

今天我们来学习第3节：粒子的波动性。

引入新课

讲

授

新

课

二、新课教学 思考、讨论。

（一）光的波粒二象性

首先，我们来回顾人们对光的认识过程。从古代光

的微粒说（以牛顿为代表），到以托马斯杨和菲涅尔为代

表的波动说；从麦克斯韦的电磁理论，到爱因斯坦的光

子理论；人类对光的认识构成一部科学史诗。

如果现在要问光大本性是什么，我们的回答是：光

既具有波动性，又具有粒子性，即光具有波粒二象性。

光的性质

实验事实 描述的物

理量

波动性

光的干涉

光的

衍射

粒子性 光电效应

康普顿效应

对比教学

加深理解

----1----

石家庄市第二十五中学教案 p 与

ε

是描述粒子性的，λ、v 是描述波动性的，h 则是连接粒子性和波动性的桥梁。

（二）粒子的波动性 在普朗克能量子和爱因斯坦光子理论成功基础上，1924年法国的德布罗意大胆地把光的波粒二象性推广到实物粒子，如电子、质子等。

“看似疯狂”的设想——物质波 德布罗意，法国物理学家，1929年诺贝尔物理学奖获得者，波动力学的创始人，量子力学的奠基人之一。1923年发表了题为“波和粒子”的论文，提出了物质波的概念。 德布罗意认为，“整个世纪以来( 指19世纪 ) 在光学上，比起波动方面的研究，忽视了粒子方面的研究；那么在实物的研究中，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，而过分忽略了波的现象呢？” 于是，德布罗意大胆的把光的波粒二象性推广到实物粒子。 一个质量为 m 的实物粒子以速率

ʋ

运动时，即具有以能量

ε

和动量 p 所描述的粒子性，同时也具有以频率v 和波长 l 所描述的波动性。

德布罗意关系

任何一个运动着的物体都有一种波与它相对应，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 )，

称为德布罗意波长。 德布罗意波波长

想一想

做一做

试估算一个中学生在跑百米时的德布罗意波长。

习题练习

巩固知识

题型训练，巩固所学

（三）物质波的实验验证 教师设疑：德布罗意的假设又是如何被验证的呢？请同学们阅读教材P38页并完成学案相应内容，时间4分钟。 教师：巡回指导，提问检测 学生：回答。 教师：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年的诺贝尔物理学奖。相信----2----

石家庄市第二十五中学教案 大家在不久的将来也会达到这种程度。 教师：引导学生观察视频：重温历史──电子的衍射 学生：观看视频，思考如何理解德布罗意波？ 教师：播放视频中指引点拨，帮助学生理解德布罗意波。 德布罗意波理解──单个实物粒子也会表现出波动性。 （四）物质波的应用---电子显微镜 请同学们阅读教材P39页的科学漫步，时间4分钟。思考讨论一下两个问题。 1.为什么电子显微镜的分辨本领比光学显微镜的分辨本领高？ 2.如果显微镜用质子流而不是电子流工作，它们加速后的速度相同，哪种显微镜的分辨本领有可能更高？

巩

固

练

习

当堂检测及作业

巩固练习：

1.一个质量为0.01kg、速度为300m/s的子弹，求它的德布罗意波长。 2.

例题2.原来静止的电子，在经过100V电压加速后，求它的德布罗意波长。 练习册

一、光的波粒二象性 光的本性──具有波粒二象性 二、粒子的波动性

1．德布罗意波──实物粒子波。 小

结

2．德布罗意波的频率、波长公式： 三、物质波的实验验证

电子束衍射实验

四、物质波的应用 电子显微镜

板书设计

17．3粒子的波动性

一、光的波粒二象性 光的本性──具有波粒二象性 二、粒子的波动性 ----3----

石家庄市第二十五中学教案

1．德布罗意波──实物粒子波。 2．德布罗意波的频率、波长公式： 三、物质波的实验验证

电子束衍射实验

五、物质波的应用 电子显微镜

课后反思

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