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正文

人教版选修3-5第十七章第三节粒子的波动性

课

时：一课时教

师：王来好时

间:2019.4.12

教学目标

1、知识与技能：

了解世界对光的本性的认识过程，了解光的波粒二象性；了解粒子的波动性．

2、过程与方法：

培养学生对物理实验的伟大力量的认识，培养学生的观察、分析、总结能力。

3、情感态度与价值观：

通过对科学家们探索发现的过程，培养学生在科学探索的道路上辛勤付出，百折不回，坚持不懈的精神和严谨的科学态度，正确地获取知识的方法。

【重点难点】

1、重点：对光的本性的认识的发展过程和代表性学说，对粒子波动性的理解

2、难点：几个实验对德布罗意波的实验验证

教学过程：

引入：

展示：德布罗意(de Broglie,1892-1987) 光的本性

1、有记者曾问英国物理学家、诺贝尔获奖者布拉格教授：光是波还是粒子？

3、布拉格幽默地回答道：“星期一、三、五它是一个波，星期二、四、六它是一个粒子，星期天物理学家休息。”

2、如果你是布拉格教授，将如何机智地回答？

4、提出问题：那么光的本性到底是什么？

进入新课: 光学发展史

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例题：

1、一束波长为0.2nm 的X射线在真空中传播(光在真空中传播速度c = 3.0×108m/s)

a.该X射线光子具有多少能量？

b.计算这束X 射线光子的动量。

c.为什么X 射线呈现极小的粒子性？

2、一个电子被75V的电压加速后,（电子质量为9.11×10-31kg）

a.该电子具有多少能量？具有多大的速度？

b.它的动量多大？

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比较X射线光子和电子的动量大小? 从中我们能否用类比思想对电子的属性进行大胆的猜想？

二、粒子的波粒二象性

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。

德布罗意原来学习历史，后来改学理论物理学。他善于用历史的观点，用类比方法分析问题。

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由于德布罗意博士论文独创性，得到了答辩委员会的高度评价，但是人们总觉得他的想法过于玄妙，无法接受。于是，有人质问：有什么可以验证这一新的观念？

如果你是德布罗意，将如何验证自己的观点？

三、物质波的实验验证

X 射线照在晶体上可以产生衍射，电子打在晶体上也能观察电子衍射。电子衍射实验1 1927年 C.J.戴维森与 G.P.革末作电子衍射实验，验证电子具有波动性。戴维逊和革末的实验是用电子束垂直投射到镍单晶，电子束被散射。其强度分布可用德布罗意关系和衍射理论给以解释，从而验证了物质波的存在。

实验结果：

电子衍射实验2 电子束在穿过细晶体粉末或薄金属片后，也象X射线一样产生衍射现象。 1927年 G.P.汤姆逊（J.J.汤姆逊之子）

也独立完成了电子衍射实验。与 C.J.戴维森共获 1937 年诺贝尔物理学奖。

此后，人们相继证实了原子、分子、中子等都具有波动性。

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2、电子双缝实验

1961年琼森（Claus Jönsson）将一束电子加速到50Kev，让其通过一缝宽为a=0.510-6m，间隔为d=2.010-6m的双缝,当电子撞击荧光屏时,发现了类似于双缝衍射实验结果.

四、小结

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