高中物理-崭新的一页：粒子的波动性教案 (2)
高中二年级下学期物理《粒子的波动性和量子力学的建立》教学设计
4.5粒子的波动性教学设计一、学科核心素养物理观念：知道德布罗意波，光有波动性和粒子性等基本观点和相关实验证据。
科学思维：掌握光的波粒二象性，理解其对立统一关系；并能应用波粒二象性解释有关现象，提高分析、推理能力。
科学探究：通过学习电子衍射、与干涉的探究，学会观察与讨论，并能得出实验结论，提高动脑能力。
科学态度与责任：学习科学家们探究物质波坚持实事求是的科学态度，激发学习科学的兴趣。
二、教学重难点知道德布罗意波，光有波动性和粒子性等基本观点和相关实验证据三、教学过程通过对双缝干涉、光电效应等一系列问题的研究，人们终于认识到光既有粒子性，又有波动性。
我们已经认识到如电子、质子等实物粒子是具有粒子性的，那么，实物粒子是否也会同时具有波动性呢?1.粒子的波动性德布罗意(De · Broglie)，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。
他认为，“整个世纪以来( 指19世纪 ) 在光学中比起波动的研究方法来，如果说是过于忽视了粒子的研究方法的话，那么在实物的理论中，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，而过分忽略了波的图象呢？”德布罗意提出假设：实物粒子也具有波动性，即每一个运动的粒子都与一个对应的波相联系。
粒子的能量ε和动量p 跟它所对应的波的频率ν和波长λ之间，遵从如下关系：p hh ==λεν,这种与实物粒子相联系的波后来被称为德布罗意波，也叫作物质波。
波长太短，无法观测到子弹等实物的波动性。
1、任何物体,小到电子、质子,大到行星、太阳都存在波动性,我们之所以观察不到宏观物体的波动性,是因为宏观物体对应的波长太小的缘故。
2、德布罗意假说是光子的波粒二象性的一种推广,使之包括了所有的物质粒子,即光子与实物粒子都具有粒子性,又都具有波动性,与光子对应的波是电磁波,与实物粒子对应的波是物质波。
粒子的波动性 教案 说课稿 教学设计
粒子的波动性教学目标1、知识与技能：了解光的波粒二象性；了解粒子的波动性．2、过程与方法：培养学生的观察、分析能力。
3、情感态度与价值观：培养学生严谨的科学态度，正确地获取知识的方法。
【重点难点】1、重点：粒子波动性的理解2、难点：对德布罗意波的实验验证教学过程：引入：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？那么光的本性到底是什么？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？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。
1924年，德布罗意考虑到普朗克量子和爱因斯坦光子理论的成功，在博士论文《关于量子理论的研究》中大胆地把光的波粒二象性推广实物粒子，如电子，质子等。
于是他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。
爱因斯坦觉察到德布罗意物质波思想的重大意义，誉之为“揭开一幅大幕的一角”。
一个质量为m的实物粒子以速率V 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ν和波长λ所描述的波动性。
c v例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？具有多大速度？b.它的动量多大？p=4.6×10-24kg·m/sc.求其具有的德布罗意波长。
高中物理第十七章第三节崭新的一页：粒子的波动性学案新人教版选修3_5
第十七章 波粒二象性3崭新的一页：粒子的波动性【学习目标】1．了解光的波粒二象性的内容，感受微观粒子运动的复杂性。
2．知道实物粒子具有波动性，领会对称性的研究方法。
3．通过对物质波的实验验证的学习，感受实验研究的重要研究方法。
【重点难点】1．理解光的波粒二象性。
2．对实物粒子具有波动性（物质波）的理解。
【课前预习】1．光的波粒二象性。
（1）光的干涉、衍射、偏振现象表明了光具有 ，光电效应和康普顿效应表明光具有 。
光的本性是：既具有 ，又具有 ，即光具有波粒 性。
（2）大量光子在空间各点的运动（出现的概率）遵从 规律，是概率波；个别光子的运动体现 性。
2．粒子的波动性、物质波（1）法国科学家 大胆地将光的波粒二象性推广到实物粒子，指出实物粒子也具有 ，这种波称之为 ，也叫德布罗意波。
（2）如果用能量ε和动量p 来表征实物粒子的粒子性，用频率v 和波长λ来表征实物粒子的波动性，那么，对光适用的关系式也适用于实物粒子，即v = ，λ= .【预习检测】1．尽管单个光子通过双缝后，到达光屏上的位置是_________，但它到达明条纹处的概率比到达暗条纹的概率_________，因而大量光子通过双缝后，在光屏上就出现了清晰的明暗相间的条纹，从这个意义上讲，光是一种_________。
2．在中子衍射技术中,常利用热中子研究晶体的结构,因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距相近,已知中子质量271.6710m kg -=⨯,普朗克常量346.6310h J s -=⨯⋅,可以估算出德布罗意波长101.8210m λ-=⨯的热中子的动量的数量级可能是( ).A.1710/kg m s -⋅B. 1810/kg m s -⋅C. 2010/kg m s -⋅D. 2410/kg m s -⋅3.关于物质波的认识，正确的是（ ）。
①电子的衍射证实了物质波的假设是正确的②物质波也是一种概率波③任何一物体都有一种波和它对应，这就是物质波④物质波就是光波 A ．①② B ．②③ C ．①④D ．①③ 参 考 答 案【课前预习】1.（1）波动性，粒子性，波动性，粒子性，二象， （2）波动，粒子2．（1）德布罗意，波动性，物质波 （2）,h h pε 【预习检测】1．不确定的，大，概率波； 2．D ； 3．A▲堂中互动▲【典题探究】【例题1】关于光的本性，下列说法中正确的是（ ）。
光的粒子性与波动性高中一年级物理科目教案
光的粒子性与波动性高中一年级物理科目教案引言：在物理世界中，光既具有粒子性又具有波动性，这是一个令人着迷的现象。
本教案将通过精心准备的教学活动，帮助学生深入理解光的粒子性和波动性，并通过实际实验来巩固他们的学习。
活动一：探索光的粒子性目标：通过研究光子的特性，了解光的粒子性。
1. 展示实验：使用光电效应装置- 准备一台带有光电效应装置的演示仪器。
- 启动仪器并将金属板暴露在光源下。
- 观察光源照射到金属板上时，电流是否开始流动。
- 如果电流流动，讨论是什么原因导致的。
2. 学生实验：自行搭建光电效应实验- 学生分组，每组准备一套光电效应实验装置。
- 学生依照指导书上的步骤搭建实验。
- 启动装置并观察实验结果。
- 学生小组讨论实验结果，并展示他们的观察。
3. 小组讨论与总结- 学生对实验结果进行小组讨论。
- 引导学生思考为什么金属板暴露在光下会产生电流。
- 结合实验结果，解释光的粒子性。
活动二：探索光的波动性目标：通过研究光的干涉与衍射现象，了解光的波动性。
1. 展示实验：干涉与衍射- 准备一台干涉与衍射实验装置。
- 启动仪器并观察干涉与衍射现象。
- 引导学生探究这些现象背后的原理。
2. 学生实验：自行搭建干涉与衍射实验- 学生分组，每组准备一套干涉与衍射实验装置。
- 学生依照指导书上的步骤搭建实验。
- 启动装置并观察实验结果。
- 学生小组讨论实验结果，并展示他们的观察。
3. 小组讨论与总结- 学生对实验结果进行小组讨论。
- 引导学生思考干涉与衍射现象的原理。
- 结合实验结果，解释光的波动性。
活动三：粒子性与波动性的结合目标：通过深入讨论与实验，使学生更好地理解光既具有粒子性又具有波动性。
1. 小组讨论：粒子性与波动性的共存- 学生根据之前的实验结果和知识，分组讨论光既具有粒子性又具有波动性的现象。
- 每组精心准备一份讨论总结，并向全班展示。
2. 教师讲解：光的量子理论- 教师讲解光的粒子性和波动性的结合，引用光的量子理论的概念。
高中物理选修3-5-崭新的一页：粒子的波动性
崭新的一页：粒子的波动性知识集结知识元粒子的波动性知识讲解粒子的波动性一、微观粒子的波动性德布罗意最早想到对于光的波粒二象性会不会也适用于微观的实物粒子，并提出物质波的概念。
他认为一切实物粒子都具有波粒二象性，即每一个运动的粒子都与一个对应的波相联系二、物质波德布罗意最早想到对于光的波粒二象性会不会也适用于微观的实物粒子，并提出物质波的概念。
他认为一切实物粒子都具有波粒二象性，即每一个运动的粒子都与一个对应的波相联系。
这种与实物粒子相联系的波称之为德布罗意波，也称物质波。
能量E,动量p,分别与频率γ和波长λ的波相联系，并遵从E=hγ和。
这些关系称之为德布罗意关系。
结合爱因斯坦质能方程E=mc2大量实验都证明了质子，中子，分子等实物粒子都具有波动性，并满足德布罗意关系。
三、概率波在现代物理中，微观粒子的运动不具有确定的位置和动量，没有轨道的概念。
某时刻粒子在空间任意一点都可能出现，只是不同位置出现的概率不同。
粒子在空间出现的概率遵从波动规律。
因此这种粒子形成的波称之为概率波。
四、不确定关系利用数学方法对微观粒子的运动进行分析，以Δx表示粒子的位置不确定量，以Δp表示粒子在x方向上动量的不确定量，那么,其中h为普朗克常量。
例题精讲粒子的波动性例1.关于物质波，下列认识中正确的是（）A．德布罗意提出：实物粒子也具有波动性B．X射线的衍射实验，证实了物质波假设是正确的C．电子显微镜比光学显微镜分辨率高，是因为电子的德布罗意波长比可见光波长短D．宏观物体尽管可以看做物质波，但它们不具有干涉、衍射等现象例2.关于物质波，正确的认识是（）A．只要是运动着的物体，不论是宏观物体还是微观粒子，都有相应的波动性，这就是物质波B．只有运动着的微观粒子才有物质波，对于宏观物体，不论其是否运动，都没有相对应的物质波C．由于宏观物体的德布罗意波长太小，所以无法观察到它们的波动性D．电子束照射到金属晶体上得到了电子束的衍射图样，从而证实了德布罗意的假设是正确的例3.在实验室或工厂的高温炉子上开一小孔，小孔可看做黑体，由小孔的热辐射特征，就可以确定炉内的温度，如图所示，就是黑体的辐射强度与其辐射光波长的关系图象，则下列说法正确的是（）A．T1>T2B．T12C．温度越高，辐射强度最大的电磁波的波长越长D．温度越高，辐射强度的极大值就越大例4.关于热辐射，下列说法中正确的是（）A．一切物体都在辐射电磁波B．任何物体辐射电磁波的情况只与温度有关C．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关D．黑体能完全吸收入射的各种波长的电磁波例5.一颗质量为5kg的炮弹以200m/s的速度运动时，它的德布罗意波长为_____________；假设它以光速运动，它的德布罗意波长为_____________；波粒二象性知识讲解光的波粒二象性一、波动性的依据光的干涉，衍射，偏振二、粒子性的依据光电效应，康普顿效应三、波动性和粒子性的统一光既具有粒子性的特征，又具有波动性的特征，即光的波粒二象性。
《粒子的波动性》教学设计
《粒子的波动性》教学设计一、教材分析本节教材涉及物质波概念的建立和物质波的实验检验等知识，突出科学家探索物质波的历程和类比思维方法的运用，是对学生进行科学思维教育的好题材，在教学中要使学生能从科学家的工作中感悟科学探究，特别是科学家如何向固有的观念、认识挑战，提出大胆的猜想和假说，如何寻找有效的方法加以验证。
学生已经学习了光的粒子性和波动性，但是实物粒子同时具有波动性和粒子性学生较难理解，在经典物理学中，物质的波动性和粒子性是互不相容的，二者是两种不同的研究对象，波和粒子这两个概念是互相排斥的，所以实物粒子波动性的理解是教学的难点。
二、教学目标1.通过实验分析，了解光的波粒二象性的内容，感受微观粒子运动的复杂性。
2.知道实物粒子具有波动性，领会对称的研究方法，感悟科学家的探究精神。
3.通过对物质波的实验验证内容的学习，感受实验研究这一重要的研究方法。
4.通过对科学漫步的阅读，感受科学的成就推动了技术的进步。
三、教学过程1.辩证统一——光的波粒二象性围绕如下几个问题展开：问题一：前面我们学习了许多关于光的知识，光到底是什幺？你的依据又是什幺？学生回答后教师归纳：光有波的性质，我们称为光的波动性，光有粒子的性质，我们称为光的粒子性；光既有波动性，又有粒子性，即光具有波粒二象性。
光真可谓“横看成岭侧成峰”！问题二：光的这两种性质有无联系？它们的关系又是怎样？问题三：光是那幺的熟悉，那幺的亲切，可人类对光的认识构成了一部科学史诗，揭开它的庐山真面目，认识它的波动性和粒子性真难！为什幺全面认识光的性质那幺难？教师指出：光有波粒二象性是一种实验事实，但光不是经典意义上的粒子，也不是经典意义上的波，需要借助事实去想象。
光有时表现出波动性，有时表现出粒子性，它们均反映了光的本质的一个侧面。
这在宏观世界看是矛盾的现象，在微观世界，却是统一的，在光身上，我们看到了波动性与粒子性的统一、连续性与间断性的统一。
【设计意图】借助图片展示、结合实验事实的讨论，以及教师的启发性讲述，帮助学生根据事实去想象、理解和把握光的多面性。
物理：新人教版选修3-5 17.3粒子的波动性(教案)(2篇)
3崭新的一页：粒子的波动性知识点一：光的波粒二象性1.光的波粒二象性：光既具有波动性，又具有粒子性。
2.光子的能量：ε=hv3.光子的动量：p=h/λ注意：物理量ε和p描述光的粒子性，物理量v和λ描述光的波动性，h架起了粒子性与波动性的桥梁。
知识点二：粒子的波动性1.德布罗意波：任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波与它对应，这种与实物粒子相联系的波称为德布罗意波，也称物质波。
2.波的频率：v=ε/h波的波长：λ=h/p说明：ε为粒子的能量，p为粒子的动量知识点三：物质波的实验验证1927年戴维孙和G。
P。
汤姆孙分别利用晶体做了电子束衍射的实验，得到了类似下图的衍射图样，从而证实了电子波动性。
他们为此获得了1973年的诺贝尔物理学奖。
拓展点一：光的波粒二象性的理解1.光本性学说的发展简史2.光的波粒二象性的理解拓展点二：对物体波的理解1．我们平时所看到的宏观物体运动时，我们看不见它们的波动性，但也有一个波长与之对应，例如飞行子弹的波长约为10—Nm，这个波长实在是太小了。
2．波粒二象性是微观粒子的特殊规律，一切微观粒子都存在波动性；宏观物体也存在波动性，只是波长太小，难以观测。
3．对于光，先有波动图象(即v和入)，其后在量子理论中引入光子的能量ε和动量p 来补充它的粒子性。
反之，对于实物粒子，则先有粒子概念(即ε和p)，再引用德布罗意波(即v和λ)的概念来补充它的波动性。
不过要注意这里所谓波动性和粒子性，实际上仍然都是经典物理学的概念，所谓补充仅是形式上的。
综上所述，德布罗意的推想基本上是爱因斯坦于1905年关于光子的波粒二象性理论(光粒子由波伴随着)的一种推广，使之包括了所有的物质微观粒子。
问题一对光的波粒二象性的理解下列有关光的波粒二象性的说法中，正确的是( )A．有的光是波，有的光是粒子B．光于与电子是同样的一种粒子C．光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著D．大量光予的行为往往显示出粒子性[解析] 一切光都具有波粒二象性，光的有些行为(如干涉、衍射)表现出波动性，光的有些行为(如光电效应)表现出粒子性，所以，不能说有的光是波，有的光是粒子。
粒子的波动性学案
粒子的波动性光的波粒二象性物质波I级说明：德布罗意关系式的定量计算不作要求。
与10年相比，新考试说明删去了概率波和不确定性关系这两个考点。
【知识要点】1.了解光的波动性和粒子性的实验根底。
干预和衍射现象说明了光具有波动性。
而光电效应现象又无可辩驳地证明了光具有粒子性，因此，现代物理学认为：光具有。
2.正确理解光的波粒二象性(1)少量光子的行为表现为粒子性，大量光子的行为表现为波动性。
(2)频率越低波动性越显著，越容易看到光的干预和衍射现象；频率越高粒子性越显著，越不容易看到光的干预和衍射现象。
(3)光在传播过程中往往表现出波动性，与物质发生作用时往往表现为粒子性。
3.光的波动性和粒子性与经典波和经典粒子的概念不同(1)明条纹是光子到达的概率较大，暗条纹光子到达的概率较小，这与经典波的振动叠加原理有所不同。
(2)光的粒子性是指光的能量不连续性，能量是一份一份的光子，没有一定的形状，也不占有一定的空间，这与经典粒子的概念有所不同。
4.物质波1924年，法国物理学家德布罗意提出：任何运动着的物体都有一种波与它对应，这种波就叫物质波，也叫德布罗意波。
物质波的波长:h h九=一=——，其中h是普朗克常量。
p mv【稳固练习】1.以下现象中，说明光具有波动性的是( )(A)光在两种介质的界面同时发生反射和折射(B)光的干预和衍射(C)几束光交叉相遇后，继续按原来方向前进(D)光的直进2.很容易观察到无线电波的波动性，而很难观察到丫射线的干预和衍射现象，这是因为( )(A)无线电波只有波动性没有粒子性(B)丫射线只有粒子性没有波动性(C)丫射线的波长比无线电波短得多(D)无线电波与丫射线的产生机理不同，无法进行比拟3.对光的波粒二象性的理解，正确的选项是( )(A)但凡光的现象，都可用光的波动性去解释，也可用光的粒子性去解释(B)波粒二象性就是微粒说与波动说的统一(C)一切粒子的运动都具有波粒二象性(D)大量光子往往表现出波动性，少量光子往往表现出粒子性4.以下说法中正确的选项是( )(A)关于光的粒子性，牛顿提出的微粒说和爱因斯坦提出的光子说是相同的(B)关于光的波动性，惠更斯提出的波动说和麦克斯韦提出的电磁说是相同的(C)光的波粒二象性就是既可以把光看作宏观概念上的波，以可以把光看作微观概念的粒子(D)光了说和光的波粒二象性都没有否认光的电磁说6.通过对光的本性认识不断深入，光的波粒二象性的发现，使我们知道粒子也可以具有 ________ 性，微观世界具有_____ _______ 的规律。
《粒子的波动性》教学设计-精选文档
《粒子的波动性》教学设计一、教材分析本节教材涉及物质波概念的建立和物质波的实验检验等知识，突出科学家探索物质波的历程和类比思维方法的运用，是对学生进行科学思维教育的好题材，在教学中要使学生能从科学家的工作中感悟科学探究，特别是科学家如何向固有的观念、认识挑战，提出大胆的猜想和假说，如何寻找有效的方法加以验证。
学生已经学习了光的粒子性和波动性，但是实物粒子同时具有波动性和粒子性学生较难理解，在经典物理学中，物质的波动性和粒子性是互不相容的，二者是两种不同的研究对象，波和粒子这两个概念是互相排斥的，所以实物粒子波动性的理解是教学的难点。
二、教学目标1.通过实验分析，了解光的波粒二象性的?热荩?感受微观粒子运动的复杂性。
2.知道实物粒子具有波动性，领会对称的研究方法，感悟科学家的探究精神。
3.通过对物质波的实验验证内容的学习，感受实验研究这一重要的研究方法。
4.通过对科学漫步的阅读，感受科学的成就推动了技术的进步。
三、教学过程1.辩证统一――光的波粒二象性围绕如下几个问题展开：问题一：前面我们学习了许多关于光的知识，光到底是什么？你的依据又是什么？学生回答后教师归纳：光有波的性质，我们称为光的波动性，光有粒子的性质，我们称为光的粒子性；光既有波动性，又有粒子性，即光具有波粒二象性。
光真可谓“横看成岭侧成峰”！问题二：光的这两种性质有无联系？它们的关系又是怎样？上节学习中知道一份光子的动量、能量的基本关系式，如图1：左侧是描述物质的粒子性的重要物理量；右侧是描述物质的波动性的典型物理量。
普朗克常数h架起了粒子性与波动性之间的桥梁。
问题三：光是那么的熟悉，那么的亲切，可人类对光的认识构成了一部科学史诗，揭开它的庐山真面目，认识它的波动性和粒子性真难！为什么全面认识光的性质那么难？教师指出：光有波粒二象性是一种实验事实，但光不是经典意义上的粒子，也不是经典意义上的波，需要借助事实去想象。
光有时表现出波动性，有时表现出粒子性，它们均反映了光的本质的一个侧面。
高三物理粒子的波动性教案（精选5篇）
高三物理粒子的波动性教案（精选5篇）第一篇：高三物理粒子的波动性教案17.3 崭新的一页：粒子的波动性★新课标要求（一）知识与技能1．了解光既具有波动性，又具有粒子性。
2．知道实物粒子和光子一样具有波粒二象性。
3．知道德布罗意波的波长和粒子动量关系。
（二）过程与方法1．了解物理真知形成的历史过程。
2．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的重要性。
3．知道某一物质在不同环境下所表现的不同规律特性。
（三）情感、态度与价值观1．通过学生阅读和教师介绍讲解，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。
2．通过相关理论的实验验证，使学生逐步形成严谨求实的科学态度。
3．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理实验的方法。
★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。
★教学难点实物粒子的波动性的理解。
★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：PP演示文稿（科学家介绍，本节知识结构）。
多媒体教学设备。
★课时安排课时★教学过程（一）引入新课提问：前面我们学习了有关光的一些特性和相应的事实表现，那么我们究竟怎样来认识光的本质和把握其特性呢？请同时举出相应的事实基础。
学生阅读课本、思考后回答：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。
（分别举出有关光的干涉衍射和光电效应等实验事实）。
点评：让学生阅读课本内容结合前面所学知识进行归纳总结，形成正确观点。
教师：原来我们不能片面地认识事物，能举出本学科或其他学科或生活中类似的事或物吗？学生举例说明：例如哲学中对事物的辨正观点等。
点评：培养学生对事物或规律的全面把握，并与与其他学科进行横向渗透联系。
爱学啦高中学习网 海量资源等你下载（二）进行新课1、光的波粒二象性教师：讲述光的波粒二象性。
在学生的辨析说明下进行归纳整理。
（1）我们所学的大量事实说明：光是一种波，同时也是一种粒子，光具有波粒二象性。
高中物理选修3-5 17.3 崭新的一页-粒子的波动性
mv
X射线波段
他提出：实物粒子也具有波动性，即任何一个运动着的粒子，小到 电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波与它对应，
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)
普朗克常量
物体的波长 物体的动量
德布罗意
人们把这改学理论物理学。他善于用历史的观点， 用对比的方法分析问题。
电子衍射图样
一颗子弹、一个足球有没有波动性呢？ 3、为什么无法观察到宏观运动物体德布罗意波？
一切实物运动的粒子都有波动性 ，只是一般的宏观运动物体德布罗意波长太小。
试求质量 m = 0.01kg，速度 v = 300 m/s 的子弹的德布洛意波长。
计算结果表明，子弹的波长小到实验难以测量的程度。所以，宏观物体只表现出粒子性。
例4、 一个质量为m的实物粒子以速率v 运动时，即具有以能量E和动
量P所描述的粒子性，同时也具有以频率n和波长所描述的波动性。
德布罗意 关系
如速度v=5.0102m/s飞行的子弹， 质量为m=10-2kg，对应的德布罗意 波长为：
h 1.3 1025 nm
mv
太小测不到！
如电子m=9.110-31kg，速度 v=5.0107m/s, 对应的德布罗意 波长为：
例2、试估算一个中学生在跑百米时的德布罗意波的波长。
解：估计一个中学生的质量m≈50kg ，百米跑时速度v≈7m/s ，则
h 6.63 10 34 m 1.9 10 36 m
p 50 7
由计算结果看出，宏观物体的物质波波长非常小，所以很难表现出其波动性。
例3、 试求原来静止的电子，经过100V电压加速后，其德布罗意波长是多少？ 而：p= 2mEk = 2meU 29.11031 1.61019 100kg m / s 5.41024 kg m / s
粒子的波动性教案
粒子的波动性教案一、教学目标：1.了解粒子的波动性的概念和基本原理。
2.掌握粒子的波粒二象性与光的波粒二象性的异同。
3.了解粒子的波动性在物理学研究中的应用。
二、教学重点：1.粒子的波动性的概念和基本原理。
2.粒子的波动性与光的波动性的异同。
三、教学难点：四、教学方法：讲授法、示范法、实验法。
五、教学过程：Ⅰ.知识准备环节1.导入新课教师出示一张美术作品，要求学生就这幅画描述自己的感受，并讨论了下列问题：（1）这幅画是物质吗？（2）你能否想象这幅画是波动的？（3）观察到的粒子和波动是同一种存在吗？通过这个导入引发学生对本节课要学习的粒子的波动性主题的思考，激发学生的学习兴趣。
2.讲授活动（1）粒子与波动的概念教师介绍粒子和波动的概念，并通过图片和简单实验，示范粒子与波动的特点和性质。
（2）粒子的波动性教师向学生讲解粒子的波动性，并介绍科学家德布罗意提出的德布罗意假设，即粒子具有波动性。
（3）光的波粒二象性教师通过实验或图片讲解给学生光的波粒二象性的概念。
（4）粒子的波动性与光的波动性的异同教师让学生比较粒子的波动性和光的波粒二象性的异同，并指导学生总结它们的共同点和不同点。
II.知识扩展环节1.粒子波动性理论在物理学研究中的应用教师向学生介绍粒子波动性理论在物理学研究中的应用，如电子显微镜、量子力学等。
2.讨论与实验活动教师引导学生就以上内容进行讨论和实验，让学生自主探究粒子的波动性在物理学研究中的应用。
III.归纳总结环节教师指导学生对本节课所学的内容进行归纳总结，让学生尽量独立完成归纳总结。
IV.教学拓展环节教师让学生读取相关资料，了解粒子的波动性在现代科技发展中的应用，并分析其对科技发展的影响。
六、课堂小结：七、教学反思：本节课通过引发学生对粒子的波动性的思考，激发了学生的学习兴趣。
通过讲解、实验和讨论等多种教学方法，使学生对粒子的波动性有了初步的了解，并了解了粒子波动性在物理学研究中的应用。
高中物理选修35崭新的一页 粒子的波动性课件
与粒子相联系的波称为物质波
或德布罗意波，
一个能量为E、动量为 p 的实物粒子同时 具有波动性，
他在论文中指出：
关系与光子一样：
它的波长、频率 和 E、p的
爱因斯坦 ─ 德布罗意关系式
─ 德布罗意波长
（de Broglie wavelength）
朗之万把德布洛意的文章寄给爱因斯坦，
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。
此后，人们相继证实了原子、分子、中子等都具有波动性。
13
粒子波动性的验证
2.一个一个电子依次入射双缝的衍射实验：
7个电子
100个电子
3000
20000
70000
9、静夜四无邻，荒居旧业贫。。*** 10、雨中黄叶树，灯下白头人。。**** 11、以我独沈久，愧君相见频。。***** 12、故人江海别，几度隔山川。。**** 13、乍见翻疑梦，相悲各问年。。***** 14、他乡生白发，旧国见青山。。**** 15、比不了得就不比，得不到的就不要。。。***** 16、行动出成果，工作出财富。。*** 17、做前，能够环视四周；做时，你只能或者最好沿着以脚为起点的射线向前。。**** 9、没有失败，只有暂时停止成功！。*** 10、很多事情努力了未必有结果，但是不努力却什么改变也没有。。**** 11、成功就是日复一日那一点点小小努力的积累。。***** 12、世间成事，不求其绝对圆满，留一份不足，可得无限完美。。**** 13、不知香积寺，数里入云峰。。***** 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。**** 15、楚塞三湘接，荆门九派通。。。***** 16、少年十五二十时，步行夺得胡马骑。。*** 17、空山新雨后，天气晚来秋。。**** 9、杨柳散和风，青山澹吾虑。。*** 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。**** 11、越是没有本领的就越加自命不凡。***** 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。**** 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。***** 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。**** 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。。***** 16、业余生活要有意义，不要越轨。*** 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。****
高二物理 崭新的一页粒子的波动性
高二物理 崭新的一页：粒子的波动性【教学目标】1、知识与技能：了解光的波粒二象性．了解粒子的波动性．2、过程与方法：培养学生的观察、分析能力。
3、情感态度与价值观：培养学生严谨的科学态度，正确地获取知识的方法。
【重点难点】1、重点：粒子波动性的理解2、难点：对德布罗意波的实验验证【授课内容】一、说明：光的波粒二象性的联系（1）、E=h ν 光子说不否定波动性光具有能量动量，表明光具有粒子性。
光又具有波长、频率，表明光具有波动性。
且由E=h ν，光子说中E=h ν，ν是表示波的物理量，可见光子说不否定波动说。
（2）、光子的动量和光子能量的比较：p=λh与ε=h νＰ与ε是描述粒子性的，λ、ν是描述波动性的，h 则是连接粒子和波动的桥梁 波粒二象性对光子来讲是统一的。
二、德布罗意波（物质波）1924年，德布罗意(due de Broglie, 1892-1960)最早想到了这个问题，并且大胆地设想，对于光子的波粒二象性会不会也适用于实物粒子。
De . Broglie 1924年发表了题为“波和粒子”的论文，提出了物质波的概念。
他认为，“整个世纪以来（指19世纪）在光学中比起波动的研究方法来，如果说是过于忽视了粒子的研究方法的话，那末在实物的理论中，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，而过分忽略了波的图象呢”于是，他提出：一切实物粒子都有具有波粒二象性。
即每一个运动的粒子都与一个对应的波相联系。
能量为E 、动量为p 的粒子与频率为v 、波长为λ的波相联系，并遵从以下关系：E=mc 2=hv p=mv=λh其中p ：运动物体的动量 h ：普朗克常量1、德布罗意波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),其波长λ称为德布罗意波长。
2、一切实物粒子都有波动性。
后来，大量实验都证实了：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。
一颗子弹、一个足球有没有波动性呢？【例1】试估算一个中学生在跑百米时的德布罗意波的波长。
2021人教版选修《崭新的一页粒子的波动性》word学案
2021人教版选修《崭新的一页粒子的波动性》word学案课标要求1．了解光既具有波动性，又具有粒子性。
2．明白实物粒子和光子一样具有波粒二象性。
3．明白德布罗意波的波长和粒子动量关系。
引入新课提问：前面我们学习了有关光的一些特性和相应的事实表现，那么我们怎么说如何样来认识光的本质和把握其特性呢？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。
（分别举出有关光的干涉衍射和光电效应等实验事实）。
一、光的波粒二象性1、讲述光的波粒二象性①所学的大量事实说明：光是一种波，同时也是一种粒子，光具有波粒二象性。
光的分立性和连续性是相对的，是不同条件下的表现，光子的行为服从统计规律。
②光子在空间各点显现的概率遵从波动规律，物理学中把光波叫做概率波。
2、光子的能量与频率以及动量与波长的关系。
①E=h ν 光子说不否定波动性光具有能量动量，说明光具有粒子性。
光又具有波长、频率，说明光具有波动性。
且由E=h ν，光子说中E=h ν，ν是表示波的物理量，可见光子说不否定波动说。
②光子的动量和光子能量的比较：p=λh 与ε=h ν Ｐ与ε是描述粒子性的，λ、ν是描述波动性的，h 则是连接粒子和波动的桥梁波粒二象性对光子来讲是统一的。
让学生找到更多的关系公式：λ/h p =＝c v hv //ελ=二、粒子的波动性1924年，德布罗意(due de Broglie, 1892-1960)最早想到了那个问题，同时大胆地设想，关于光子的波粒二象性会可不能也适用于实物粒子。
De . Broglie 1924年发表了题为“波和粒子”的论文，提出了物质波的概念。
他认为，“整个世纪以来（指19世纪）在光学中比起波动的研究方法来，假如说是过于忽视了粒子的研究方法的话，那末在实物的理论中，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，而过分忽略了波的图象呢” 因此，他提出：一切实物粒子都有具有波粒二象性。
物理：17.3《崭新的一页：粒子的波动性(二)》教学设计(选修3-5)
《崭新的一页：粒子的波动性》教学设计安徽省砀山中学物理组周分工一、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。
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。
二、复习回顾（引入新课)1．人类对光的认识──一部科学史诗2．──粒子性、波动性之间的桥梁四、进行新课1．德布罗意的总结──承上启下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?师：“相反的错误”指什么?生：实物粒子的研究只注重了粒子性,而忽视了波动性。
2．（自学）德布罗意假说──科学的狂想曲，回答问题：（1）德布罗意假说的内容?实物粒子也具有波动性；每一个运动的粒子都与一种波对应。
(2）物质波的概念？与实物粒子相联系的波──德布罗意波.（3)物质波的频率、波长公式？，3．物质波的验证师：如何验证德布罗意假说？生：如果能观察到实物粒子的干涉、衍射现象,得以验证.师：发生明显衍射的条件？生：障碍物或小孔的尺寸跟波长差不多，或者比波长还要小。
4．练习巩固，（1）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：问题：为什么不易观察到宏观物体的波动性?（2)计算：一个原来静止的电子,经过100v的电压加速后,对应的德布罗意波长？解析：，，问题：分子直径的数量级？(）师点拨：电子的德布罗意波长与分子直径相当，电子束照到晶体上，两晶格的狭缝可使电子发生明显的衍射。
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高中物理-崭新的一页：粒子的波动性教案
★新课标要求
（一）知识与技能
1．了解光既具有波动性,又具有粒子性。
2．知道实物粒子和光子一样具有波粒二象性。
3．知道德布罗意波的波长和粒子动量关系。
（二）过程与方法
1．了解物理真知形成的历史过程。
2．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的重要性。
3．知道某一物质在不同环境下所表现的不同规律特性。
（三）情感、态度与价值观
1．通过学生阅读和教师介绍讲解,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。
2．通过相关理论的实验验证,使学生逐步形成严谨求实的科学态度。
3．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理实验的方法。
★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。
★教学难点实物粒子的波动性的理解。
★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：PP演示文稿（科学家介绍,本节知识结构）。
多媒体教学设备。
★课时安排 1 课时
★教学过程
（一）引入新课
提问：前面我们学习了有关光的一些特性和相应的事实表现,那么我们究竟怎样来认识光的本质和把握其特性呢？请同时举出相应的事实基础。
学生阅读课本、思考后回答：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。
（分别举出有关光的干涉衍射和光电效应等实验事实）。
点评：让学生阅读课本内容结合前面所学知识进行归纳总结,形成正确观点。
教师：原来我们不能片面地认识事物,能举出本学科或其他学科或生活中类似的事或物吗？
学生举例说明：例如哲学中对事物的辨正观点等。
点评：培养学生对事物或规律的全面把握,并与与其他学科进行横向渗透联系。
（二）进行新课
1、光的波粒二象性
教师：讲述光的波粒二象性。
在学生的辨析说明下进行归纳整理。
（1）我们所学的大量事实说明：光是一种波,同时也是一种粒子,光具有波粒二象性。
光的分立性和连续性是相对的,是不同条件下的表现,光子的行为服从统计规律。
（2）光子在空间各点出现的概率遵从波动规律,物理学中把光波叫做概率波。
点评：通过学生归纳总结形成结论,教师再进行讲解,学生容易接受。
充分注重知识的学生自主形成过程。
2、光子的能量与频率以及动量与波长的关系。
hv =ε λ/h p =
让学生找到更多的关系公式：λ/h p =＝c v hv //ελ=
提问：受此启发,人们想到：同样作为物质的实物粒子(如电子、原子、分子等)是否也具有波动性呢？
学生阅读课本“粒子的波动性”。
点评：让学生带着问题阅读,提高阅读的效率,培养学生从课文材料中提取有关信息的能力。
3、粒子的波动性
提问：谁大胆地将光的波粒二象性推广到实物粒子？只是因为他大胆吗？
学生回答：法国科学家德布罗意考虑到普朗克能量子和爱因斯坦光子理论的成功,大胆地把光的波粒二象性推广到实物粒子。
展示演示文稿资料：有关德布罗意。
点评：使学生了解对知识理论的推广和假设并不是一味 的凭空猜想,而是有一定的理论或事实基础。
（1）德布罗意波
实物粒子也具有波动性,这种波称之为物质波,也叫德布罗意波。
（2）物质波波长
p h =λ＝γ
p E mv h = 提问：各物理量的意义？
学生回答：λ为德布罗意波长,h 为普朗克常量,p 为粒子动量。
点评：对物理原理公式的理解关键在于对各物理量意义的理解。
讲述：当时这一观点超出了人们的想象,不被人们所接受,历史上类似的事例我们还知道那些？
学生回答：伽利略的两个铁球同时落地等。
点评：使学生了解正确的知识理论往往并不是一提出就能被大家所接受的。
教师：让学生带着问题阅读课本有关内容,为什么德布罗意波观点很难通过实验验证？又是在怎样的条件下使实物粒子的波动性得到了验证？
4．物质波的实验验证
提问：粒子波动性难以得到验证的原因？
学生阅读教材后回答：宏观物体的波长比微观粒子的波长小得多,这在生活中很难找到能发生衍射的障碍物,所以我们并不认为它有波动性．作为微观粒子的电子,其德布罗意波波长为10－10m 数量级,找与之相匹配的障碍物也非易事．
点评：让学生知受实际条件的限制而使很多理论在开始都处于假设阶段,不易被人们接受。
例题：某电视显像管中电子的运动速度是4.0×107m/s ；质量为10g 的一颗子弹的运动速度是200m/s ．分别计算它们的德布罗意波长．
引导学生分析,学生解答：根据公式p h /=λ计算得1.8×10-11m 和3.3×10-34m
点评：通过具体计算使学生对实物粒子的德布罗意波长有感性认识,进一步理解实物粒子波动性验证的困难。
说明：由计算结果知,通常生活中观察不到实物波动特性征的原因。
展示演示文稿资料：电子波动性的发现者———戴维森和小汤姆逊
（电子波动性的发现,使得德布罗意由于提出实物粒子具有波动性这一假设得以证实,并因此而获得1929年诺贝尔物理学奖.而戴维森和小汤姆逊由于发现了电子的波动性也同获1937年诺贝尔物理学奖）
学生阅读有关物理学历史资料,了解物理学有关知识的形成建立和发展的真是过程。
点评：应用物理学家的历史资料,不仅有真实感,增强了说服力,同时也能对学生进行发放教育,有利于培养学生的科学态度和科学精神,激发学生的探索精神。
教师：讲述电子衍射实验：1927年,两位美国物理学家使电子束投射到镍的晶体上,得到了电子束的衍射图案．从而证实了德布罗意的假设。
学生了解更具体的相关历史资料。
点评：增加真实感,使学生初步体会如何创造条件进行科学实验探索,体会其中的奇妙之
处。
讲述：除了电子以外,后来还陆续证实了质子、中子以及原子、分子的波动性。
点评：引用更多实验事实来增强对理论的证明。
提问：衍射现象对高分辨率的显微镜有影响否？如何改进？
学生阅读课本材料：显微镜的分辨本领。
点评：对所学知识进行拓展,加强对实际生产生活应用的联系。
（三）课堂小结
教师活动：本节课我们学习了光的本质,即光是一种物质,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。
注意对光的本质的全面把握。
学习了得到实验事实验证的实物粒子波动性,其对应的波称之为物质波,注意掌握物质波的计算公式。
点评：反思小节为学生提供本节内容的主要知识框架,有利于学生对所学知识的及时巩固和知识重点的把握。
（四）作业：
复习本节教材43页“问题与练习”中各题,预做回答。
点评：加深对课堂所学知识的理解和掌握,联系实际对所学内容进行应用。
★教学体会
本节课作为近代物理部分内容,比较抽象,学生没有生活经验和感观认识,也没有演示实验可以做,在课堂上注意以学生为主导,通过补充的一些史料,加深学生感受,让学生阅读思考后归纳得出结论,同样能收到好的效果。
（1）在有关事实和已知观点基础下,归纳光的本性,培养学生注意全面把握物理规律和全面把握物理规律的能力。
（2）课本材料和补充的史料让学生先行阅读,通过思考、辨析后归纳得出正确结论,比教师一人讲解更具有真实感和说服力。
同时也培养了学生阅读材料提取有关信息的能力。
（3）对于难以理解的粒子的波动性,并且实际条件不允许进行实验验证,必须充分展示真实的历史资料,加强说服力。
同时通过对历史上创造条件进行实验验证的方法学习,使学生初步体会如何创造条件进行科学实验探索,体会其中的奇妙之处,增强进行科学探索的兴趣。