高中物理最新-概率波教案 精品
高中物理选修3-5教案《概率波》(人教版)
17.4概率波【教学目标】1．知道经典粒子与经典波的基本特性。
2．知道经典的粒子与经典的波的区别与联系。
3．知道光是一种概率波，物质波也是一种概率波。
4．理解什么是概率波并能用概率波的概念解释干涉，衍射等现象。
【教学重点、难点】重点：人类对光波物质波的认识发展过程。
难点：理解什么是概率波。
▼教学过程：【前置复习】：什么是物质波？【导学过程】：一.经典的粒子和经典的波阅读第40页1-4自然段，然后思考以下1-5几个问题：1：经典物理学建立了几种模型？2：回顾学过的运动，那些运动以粒子模型方式处理？那些运动以波动模型方式处理？3：经典的粒子模型基本特征是什么？有何缺陷？4：经典的波动模型基本特征是什么？5：在经典物理学中，粒子和波是完全不同的两件事，但是在现代物理当中科学家在处理问题时却把粒子和波统一起来，你能举出证明例子吗？二．概率波阅读第40页倒数第2自然段“为了了解光波…………”至第41页第3自然段结束“…………光波是一种概率波。
”然后思考回答以下6-8几个问题。
6：分析课本图17.4-1，回答按照光的波动理论如何解释条纹的明暗？7：如何用光子学说解释条纹的明暗呢？8：光的波动性是否是光子之间的相互作用引起的呢？有什么办法可以解决这个问题？得到的现象说明什么问题？A 图B 图C 图D 图9: 观察上面A,B,C,D四个图片思考：单个光子通过狭缝后到底落在D 图屏上的那一点呢？10: 如图上图所示图片是伽尔顿板实验，思考：伽尔顿板实验说明了什么？11：前面 D 图光屏上条纹的明暗与光子在该处出现的机会（概率）有什么关系？12：通过对比“光子落在明纹处的概率，落在暗纹处的概率”，又能说明什么问题？阅读第41页最后一自然段，然后回答以下13-15问题。
13：甲乙丙三图片是怎么得到的？14：通过分析甲乙丙三图片你能得出与电子所联系的物质波是什么波呢？为什么？15：甲乙丙三张图片那张最能体现波动性？那张最能体现粒子性？少量粒子的行为主要表现与大量粒子的行为主要表现相同吗?有何区别？16：除了用“少量粒子的行为主要表现和大量粒子的行为主要表现”来判断粒子性波动性外，还有其他方法吗？你能否结合对光的本质的探索过程说明一下？【本节小结】17:同学们通过本节学习，你有什么收获？18：概率波是波吗？与经典波有何区别？针对概率波的例题和练习：例1：在单缝衍射实验中，中央亮纹的光强占从单缝射入的整个光强的95%以上，假设现在只让一个光子通过单缝，那么该光子（ＣＤ）A. 一定落在中央亮纹处B. 一定落在亮纹处C. 可能落在暗纹处D. 落在中央亮纹处的可能性最大同步达标练习１：在验证光的波粒二象性的实验中下列说法正确的是（ＡＤ）Ａ．使光子一个一个的通过狭缝如果时间足够长，底片上将会显示衍射图样Ｂ．单个光子通过狭缝后底片上会出现完整的衍射图样Ｃ．光子通过狭缝后的运动路线是直线。
17.4《概 率 波》教学案
新课程人教版物理选修模块3-5（2007年3月第2版）17.4 概率波泰安第三中学李克君【教学目标】★知识与技能1．知道经典粒子与经典波的基本特性。
2．知道经典的粒子与经典的波的区别与联系。
3．知道光是一种概率波，物质波也是一种概率波。
4．理解什么是概率波。
★过程与方法理解什么是概率波，并能用概率波的概念解释干涉，衍射等现象。
★情感态度与价值观１.体会科学理论的建立过程，体会科学发展的无限性。
２.培养学生的科学素质及学习科学热爱科学精神。
【教学重点、难点】重点：人类对光波物质波的认识发展过程。
难点：理解什么是概率波。
【教具准备】多媒体Powerpoint课件▼教学过程：【前置复习】：什么是物质波？【新课导入】教师：通过上节课的学习我们知道，光具有波动性，实物粒子也具有波动性，那么光波和物质波到底是什么样的波？（设置悬念，抓住学生的注意力）教师：这就是我们今天要解决的问题。
（多媒体板书：17.4 概率波）【讲解过程】教师：分析物理现象、建立科学理论时，经常要建立模型，研究光波和物质波怎样建立模型？为了解决这个问题，先看一下经典物理学怎样建立模型解释问题的。
（板书：一经典的粒子和经典的波）教师：请同学们阅读第40页1-4自然段，然后思考回答幻灯片上的几个问题。
（多媒体打出如下问题：1：经典物理学建立了几种模型？2：回顾学过的运动，那些运动以粒子模型方式处理？那些运动以波动模型方式处理？3：经典的粒子模型基本特征是什么？有何缺陷？4：经典的波动模型基本特征是什么？）（学生阅读课本后马上思考提出的问题，并同学之间交流讨论，教师巡视指导学生）（学生开始积极回答问题）学生：经典物理学建立了2种模型，粒子模型和波动模型。
学生：以粒子模型处理的有：匀变速直线运动，自由落体运动，平抛运动，匀速圆周运动，简谐运动…………，以波动模型处理的有：绳波，水波，声波等机械波，电磁波…………学生：经典的粒子模型基本特征是：有一定的的空间大小，有一定的质量，有的有电荷。
人教版高中物理选修-概率波-市赛
概率波一、教学目标：（一）知识与技能1、复习波动说的基本观点及对光学现象的解释和所遇到的问题。
2、复习微粒说的基本观点及对光学现象的解释和所遇到的问题。
3、了解事物的连续性与分立性是相对的，了解光既有波动性，又有粒子性。
4、了解光是一种概率波。
（二）过程与方法1、领悟什么是概率波。
2、了解物理学中物理模型的特点初步掌握科学抽象这种研究方法。
3、通过数形结合的学习，认识数学工具在物理科学中的作用。
（三）情感态度与价值观培养学生对问题的分析和解决能力，初步建立光与实物粒子的波粒二象性以及用概率描述粒子运动的观念。
教学重点：对概率波的理解。
教学难点：对概率波的理解。
教学方法：讲述法、探究法、讨论法教学用具：多媒体教学设备。
课时安排：1 课时二、教学过程（一）复习旧知，引入新课1提问：回顾前面的学习，总结人类对光的本性的认识的发展过程光的干涉、衍射现象说明光是电磁波，光的偏振现象进一步说明光是横波，麦克斯韦又从理论上确定了光的电磁波本质。
正当人们以为光的波动理论似乎非常完美的时候，又发现了用波动说无法解释的新现象——光电效应现象和康普顿效应，进一步证实了光的粒子性。
我们所学的大量事实说明，光的本质（性）的正确认识是：光是一种波，同时也是一种粒子，光具有波粒二象性，在不同条件下表现出不同特性。
2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。
他回答了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答案是肯定的。
他预言实物粒子也具有波动性，这种波称之为德布罗意波，也叫物质波。
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，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。
这使我们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。
人教版高中选修3-5-第17章-第4节-概率波(教案)
人教版高中物理选修3-5第17章第4节概率波【知识与技能】1．了解微粒说的根本观点及对光学现象的解释和所遇到的问题．2．了解波动说的根本观点及对光学现象的解释和所遇到的问题．3．了解事物的连续性与分立性是相对的，了解光既有波动性，又有粒子性．4．了解光是一种概率波．【过程与方法】1．领悟什么是概率波2．了解物理学中物理模型的特点初步掌握科学抽象这种研究方法3．通过数形结合的学习，认识数学工具在物理科学中的作用【情感态度与价值观】理解人类对光的本性的认识和研究经历了一个十分漫长的过程，这一过程也是辩证开展的过程．根据事实建立学说，开展学说，或是决定学说的取舍，发现新的事实，再建立新的学说．人类就是这样通过光的行为，经过分析和研究，逐渐认识光的本性的．【教学重难点】★教学重点：人类对光的本性的认识的开展过程．★教学难点：对量子化、波粒二象性、概率波等概念的理解．【教学过程】1、德布罗意波的统计解释1926年，德国物理学玻恩〔Born，1882—1972〕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，但是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。
为了了解光波和物质波是什么样的波，还是从波的波粒二象性入手。
观察下列图的光的双缝干预实验。
实验原理以及结论：从光源s发出的光通过双缝s1和s2后在屏上显示明暗条纹。
按照光的波动理论，条纹的明暗表示到达屏上的光的速度不同。
按照光子的模型，每个同频光子都带有一份能量，所以条纹明暗的分布应该是到达屏上的光子数目的分布。
因此，光的强弱对应于光子的数目，即明纹处到达的光子的数多，暗纹处到达光子数少。
这是否可以认为，是光子之间的相互作用使它表现出了波动行，而不是光子本身就具有波动性呢？２、概率波对光的双缝衍射现象的解释：光是一种粒子，它和物质的作用是“一份一份〞地进行的.用很弱的光做双缝干预实验.从光子打在胶片上的位置，我们发现了规律性。
曝光量很少时可以清楚地看出光的粒子性。
概率波教案
概率波教案概率波教案一、教学目标1. 了解概率波的概念和基本性质；2. 掌握计算概率波的方法；3. 了解概率波在量子力学中的应用。
二、教学内容1. 概率波的概念和基本性质：a. 概率波是描述量子力学体系的基本物理量；b. 概率波的模的平方表示在某一空间位置上找到粒子的概率；c. 概率波具有波动性，通过干涉和衍射现象进行实验验证。
2. 计算概率波的方法：a. 根据波函数的定义，将其模的平方进行计算；b. 根据波函数的表达式计算其模的平方；c. 在一维和二维的情况下，利用归一化条件对概率波进行计算。
3. 概率波的应用：a. 描述粒子在势场中的运动；b. 描述粒子的叠加状态；c. 计算粒子的平均位置和动量。
1. 概率波的概念和基本性质的讲解和讨论：a. 通过实验现象引入概率波的概念；b. 分析和讨论概率波的基本性质，并进行实验验证。
2. 计算概率波的方法的讲解和演示：a. 介绍波函数的定义和模的平方的计算方法；b. 通过具体的例子讲解和演示概率波的计算方法；c. 设计练习题和实例让学生进行练习和巩固。
3. 概率波的应用的讲解和讨论：a. 分析粒子在势场中的运动，引入概率波的应用；b. 分析粒子的叠加状态，讨论概率波的叠加效应；c. 计算粒子的平均位置和动量，进行实例分析和讨论。
四、教学方式1. 教师授课和示范；2. 学生合作学习和小组讨论；3. 设计实验和实践活动。
五、教学评价1. 学生课堂参与度的评价；2. 学生对概率波的理解程度的评价；3. 学生独立解决问题的能力的评价。
1. 概率波的教学PPT；2. 相关的实验设备和实验材料；3. 物理实验室和计算机室的实验设备和软件。
人教版高中物理选修3-5课件：第十七章17.4概率波课件
一个光子通过狭缝后到底落在屏上的哪一点呢？
光波概率波
1926年德国物理学家波恩指出：虽然不能肯定 某个光子落在哪一点，光子落在明处的概率大，落 在暗处的概率小。
光子在空间出现的概率可以通过波动的规律确定， 所以从光子的概念上看，光波是刻画光子在空间的概 率散布的一种波。
物理学中把光波叫做概率波。 概率表征 某一事物出现的可能性。
经过长期的探索，人们发现：光既是一种 波,又是一种粒子,光既表现出波动性又表现 出粒子性。
光的波动性与粒子性是不同条件下的表现：
【例题】.物理学家做了一个有趣的双缝干涉实验：在光屏处 放上照相用的底片，若减弱光的强度，使光子只能一个一个地通过狭 缝。实验结果表明，如果曝光时间不太长，底片上只能出现一些不规 则的点子；如果曝光时间足够长，底片上就会出现规则的干涉条纹。 对这个实验结果有下列认识D，其中正确的是( ) A．曝光时间不太长时，底片上只能出现一些不规则的 点子，表现出光的波动性
二、概率波
为了了解光波和物质波是什么样的波，还是从波的波粒二象性 入手。
视察下图的光的双缝干涉实验。
波动模型认为：
——条纹的明暗表示到达
S
屏上的光的強度不同。
粒子模型认为：
——明纹处到达的光子数 多，暗纹处到达的光子数 少。
实验现象的解释：
从光源S发出的光通过双缝S1和S2后在屏上显示明暗条纹。 按照光的波动理论，条纹的明暗表示到达屏上的光的强度不 同。按照光子的模型，每个光子都带有一份能量，所以条纹 明暗的散布应该是到达屏上的光子数目的散布。
因此，光的强弱对应光子的数目，即明纹处到达的光子的 数多，暗纹处到达光子数少。
估计：是光子之间的相互作用使它表现出了波动性， 而不是光子本身就具有波动性?
高中物理 第17章 波粒二象性 4 概率波 5 不确定性关系教案 新人教版选修3-5-新人教版高中选
4概率波5不确定性关系[学习目标] 1.了解经典的粒子和经典的波的基本特征．(重点)2.了解并掌握光和物质波都是概率波．(重点)3.知道不确定性关系的具体含义．(重点、难点)一、概率波1．经典的粒子和经典的波(1)经典的粒子①含义：粒子有一定的空间大小，有一定的质量，有的还带有电荷．②运动的基本特征：遵从牛顿运动定律，任意时刻有确定的位置和速度，在时空中有确定的轨道．(2)经典的波①含义：在空间是弥散开来的．②特征：具有频率和波长，即具有时空的周期性．2．概率波(1)光波是一种概率波：光的波动性不是光子之间的相互作用引起的，而是光子自身固定的性质，光子在空间出现的概率可以通过波动的规律确定，所以，光波是一种概率波．(2)物质波也是概率波：对于电子和其他微观粒子，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的规律确定．对于大量粒子，这种概率分布导致确定的宏观结果，所以物质波也是概率波．二、不确定性关系1．定义在经典物理学中，一个质点的位置和动量是可以同时测定的；在微观物理学中，要同时测出微观粒子的位置和动量是不太可能的，这种关系叫不确定性关系．2．表达式ΔxΔp≥h4π.其中Δx表示粒子位置的不确定量，用Δp表示在x方向上动量的不确定量，h是普朗克常量．3．物理模型与物理现象在经典物理学中，对于宏观对象，我们分别建立粒子模型和波动模型；在微观世界里，也需要建立物理模型，像粒子的波粒二象性模型．1．思考判断(正确的打“√〞，错误的打“×〞)(1)经典粒子的运动适用牛顿第二定律．(√)(2)光子通过狭缝后落在屏上明纹处的概率大些．(√)(3)电子通过狭缝后运动的轨迹是确定的．(×)(4)经典的粒子可以同时确定位置和动量．(√)(5)对于微观粒子，不可能同时准确地知道其位置和动量．(√)2．(多项选择)根据不确定性关系ΔxΔp≥h4π，判断以下说法正确的选项是( ) A．采取办法提高测量Δx精度时，Δp的精度下降B．采取办法提高测量Δx精度时，Δp的精度上升C．Δx与Δp测量精度与测量仪器及测量方法是否完备有关D．Δx与Δp测量精度与测量仪器及测量方法是否完备无关[解析]不确定性关系说明，无论采用什么方法试图确定坐标和相应动量中的一个，必然引起另一个较大的不确定性，这样的结果与测量仪器及测量方法是否完备无关，无论怎样改善测量仪器和测量方法，都不可能逾越不确定性关系所给出的限度．故A、D正确．[答案]AD3．(多项选择)以下说法正确的选项是( )A．概率波就是机械波B．物质波是一种概率波C．概率波和机械波的本质是一样的，都能发生干涉和衍射现象D．在光的双缝干涉实验中，假设有一个光子，那么无法确定这个光子落在哪个点上[解析]机械波是振动在介质中的传播，而概率波是粒子所到达区域的几率大小可以通过波动的规律来确定．故其本质不同．A、C错，B对；由于光是一种概率波，光子落在哪个点上不能确定．D对．[答案]BD对概率波的进一步理解1．单个粒子运动的偶然性：我们可以知道粒子落在某点的概率，但不能确定落在什么位置，即粒子到达什么位置是随机的，是不确定的．2．大量粒子运动的必然性：由波动规律，我们可以准确地知道大量粒子运动的统计规律，因此我们可以对宏观现象进行预言．3．概率波表达了波粒二象性的和谐统一：概率波的主体是光子和实物粒子，表达了粒子性的一面；同时粒子在某一位置出现的概率受波动规律的支配，表达了波动性的一面．所以说，概率波将波动性和粒子性统一在一起．4．物质波也是概率波对于电子、实物粒子等其他微观粒子，同样具有波粒二象性，所以与它们相联系的物质波也是概率波．也就是说，单个粒子位置是不确定的，具有偶然性；大量粒子运动具有必然性，遵循统计规律．[例1] (多项选择)在单缝衍射实验中，中央亮纹的光强占从单缝射入的整个光强的95%以上．假设现在只让一个光子通过单缝，那么该光子( )A．一定落在中央亮纹处B．一定落在亮纹处C．可能落在暗纹处D．落在中央亮纹处的可能性最大[解析]光是概率波，对于一个光子通过单缝落在何处，是不可确定的，但概率最大的是落在中央亮纹处，可达95%以上，当然也可能落在其他亮纹处，还可能落在暗纹处，不过，落在暗纹处的概率很小，故CD正确，AB错误．[答案]CD1．(多项选择)关于物质波的认识，正确的选项是( )A．任何运动的物体都伴随一种波，这种波叫物质波B．物质波也是一种概率波C．任何一个物体都有一种波和它对应，这就是物质波D．物质波就是光波[解析]据德布罗意物质波理论知，任何一个运动的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波与之相对应，这种波就叫物质波，故A正确；只有运动的物质才有物质波与它对应，故C错误；物质波与光波一样，也是一种概率波，即粒子在各点出现的概率遵循波动规律，但物质波不是光波，故B正确，D错误．[答案]AB对不确定性关系的理解1挡板另一侧的任何位置，也就是说，粒子在挡板另一侧的位置是完全不确定的．2．粒子动量的不确定性：微观粒子具有波动性，会发生衍射．大部分粒子到达狭缝之前沿水平方向运动，而在经过狭缝之后，有些粒子跑到投影位置以外．这些粒子具有与其原来运动方向垂直的动量．由于哪个粒子到达屏上的哪个位置是随机的，所以粒子在垂直入射方向上的动量也具有不确定性，不确定量的大小可以由中央亮条纹的宽度来衡量．3．位置和动量的不确定性关系：ΔxΔp≥h4π.由ΔxΔp≥h4π可以知道，在微观领域，要准确地确定粒子的位置，动量的不确定性就更大；反之，要准确地确定粒子的动量，那么位置的不确定性就更大．4．微观粒子的运动没有特定的轨道：由不确定关系ΔxΔp≥h4π可知，微观粒子的位置和动量是不能同时被确定的，这也就决定了不能用“轨迹〞的观点来描述粒子的运动．[例2] (多项选择)关于不确定性关系ΔxΔp≥h4π有以下几种理解，其中正确的选项是( )A．微观粒子的动量不可能确定B．微观粒子的坐标不可能确定C．微观粒子的动量和坐标不可能同时确定D．不确定性关系不仅适用于电子和光子等微观粒子，也适用于其他宏观粒子[解析]不确定性关系ΔxΔp≥h4π表示确定位置、动量的精度互相制约，此长彼消，当粒子位置不确定性变小时，粒子动量的不确定性变大；当粒子位置不确定性变大时，粒子动量的不确定性变小．故不能同时准确确定粒子的动量和坐标．不确定性关系也适用于其他宏观粒子，不过这些不确定量微乎其微，故CD正确．[答案]CD2．(多项选择)由不确定性关系可以得出的结论是( )A．如果动量的不确定X围越小，那么与它对应坐标的不确定X围就越大B．如果位置坐标的不确定X围越小，那么动量的不确定X围就越大C．动量的不确定X围和位置坐标的不确定X围之间的关系不是反比例函数D．动量的不确定X围和位置坐标的不确定X围之间有唯一确定的关系[解析]由不确定性关系式ΔxΔp≥h4π可知，如果动量的不确定X围越小，那么与它对应的位置不确定X围就越大，选项A正确．同理如果位置坐标的不确定X围越小，那么动量的不确定X围就越大，选项B正确．由于ΔxΔp≥h4π，所以动量的不确定X围和位置的不确定X围之间的关系不是反比例函数，选项C正确，D错误．[答案]ABC1.经典的粒子具有一定的质量，占有一定的空间；经典的波具有时空周期性.2.光波是概率波，物质波也是概率波.3.经典力学中，质点的位置和动量可以同时测定，量子力学中，微观粒子的位置和动量具有不确定性，表达式为：ΔxΔp≥h4π.1．以下对光的波粒二象性的说法正确的选项是( )A．有的光是波，有的光是粒子B．光子与电子是同一种粒子，光波与机械波是同样一种波C．光的波动性是由光子间的相互作用形成的D．光是一种波，同时也是一种粒子，光子说并未否定波动说，在光子的能量ε＝hν中，频率ν表示的仍是波的特性[解析]根据光的波粒二象性，光同时具有波动性和粒子性，A错误．光不同于宏观观念的粒子和波，B错误．光的波动性是光本身固有的性质，不是光子之间相互作用引起的，C 错误．光子的能量与其对应的频率成正比，而频率是反映波动特征的物理量，因此ε＝hν揭示了光的粒子性和波动性之间的密切关系，光子说并未否定波动说，D正确．[答案] D2．(多项选择)在验证光的波粒二象性的实验中，以下说法正确的选项是( )A．使光子一个一个地通过单缝，如果时间足够长，底片上会出现衍射图样B．单个光子通过单缝后，底片上会出现完整的衍射图样C．光子通过单缝的运动路线像水波一样起伏D．单个光子通过单缝后打在底片上的情况呈现出随机性，大量光子通过单缝后打在底片上的情况呈现出规律性[解析]根据光的波粒二象性知，AD正确，BC错误．[答案]AD3．(多项选择)从衍射的规律可以知道，狭缝越窄，屏上中央亮条纹就越宽，由不确定性关系式ΔxΔp≥h4π判断，那么以下说法正确的选项是( )A．入射的粒子有确定的动量，射到屏上的粒子就有准确的位置B．狭缝的宽度变小了，因此粒子的不确定性也变小了C．更窄的狭缝可以更准确地测得粒子的位置，但粒子动量的不确定性却更大了D．微观粒子的动量和位置不可能同时确定[解析]不确定性原理说明，粒子的位置与动量不可同时被确定，故A错误，D正确；位置的不确定性与动量的不确定性遵守不等式ΔxΔp≥h4π，Δx与Δp测量精度与测量仪器及测量方法是否完备无关，故B错误；更窄的狭缝可以更准确地测得粒子的位置，但粒子动量的不确定性却更大了，故C正确．[答案]CD4．(多项选择)以下对物理模型与物理现象的关系理解正确的选项是( )A．物理模型应与日常经验相吻合，并能解释物理现象B．物理模型可以与日常经验相悖，但应与实验结果一致C．物理模型不能十分古怪，让人难以理解D．只要物理模型与实验结果一致，它在一定X围内就能正确代表研究的对象[解析]建立物理模型的目的是能解释物理现象，与实验结果符合，而不是符合人的日常经验，BD正确，AC错误．[答案]BD。
高中物理第章波粒二象性4概率波5不确定性关系学案新人教版选修
4 概率波5 不确定性关系[学习目标] 1.了解经典物理学中的粒子和波的特点.2.了解概率波的内容.3.了解“不确定性关系”的含义．一、概率波[导学探究] 用极微弱的可见光做双缝干涉实验，随着时间的增加，在屏上先后出现如图1甲、乙、丙所示的图象．图1(1)图象甲是曝光时间很短的情况，光点的分布有什么特点？说明了什么问题？(2)图象乙是曝光时间稍长情况，当光子数较多时落在哪些区域的概率较大？可用什么规律来确定？(3)图象丙是曝光时间足够长的情况，体现了光的什么性？怎样解释上述现象？答案(1)当曝光时间很短时，屏上的光点是随机分布的，具有不确定性，说明了光具有粒子性．(2)落在某些条形区域的概率较大，这种概率可用波动规律来确定．(3)光的波动性．综合上面三个图象可知，少量光子呈现粒子性，大量光子呈现波动性，而且光是一种概率波．[知识梳理]1．光波是一种概率波：光的波动性不是光子之间的相互作用引起的，而是光子自身固有的性质，光子在空间出现的概率可以通过波动的规律确定，所以，光波是一种概率波．2．物质波也是概率波：对于电子和其他微观粒子，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的规律确定，对于大量粒子，这种概率分布导致确定的宏观结果，所以物质波也是概率波．3．经典的粒子(1)含义：粒子有一定的空间大小，具有一定的质量，有的还带有电荷．(2)运动的基本特征：遵从牛顿运动定律，任意时刻有确定的位置和速度，在时空中有确定的轨道．4．经典的波(1)含义：在空间是弥散开来的．(2)特征：具有频率和波长，即具有时空的周期性．[即学即用] 判断下列说法的正误．(1)光子通过狭缝后落在屏上的位置是可以确定的．( ×)(2)光子通过狭缝后落在屏上亮条纹处的概率大些．( √)(3)电子通过狭缝后运动的轨迹是确定的．( ×)(4)经典的波在空间传播具有周期性．( √)二、不确定性关系[知识梳理]1．定义：在经典物理学中，可以同时用质点的位置和动量精确描述它的运动，在微观物理学中，要同时测出微观粒子的位置和动量是不太可能的，这种关系叫不确定性关系．2．表达式：ΔxΔp≥h4π.其中以Δx表示粒子位置的不确定量，以Δp表示粒子在x方向上的动量的不确定量，h是普朗克常量．3．微观粒子运动的基本特征：不再遵守牛顿运动定律，不可能同时准确地知道粒子的位置和动量，不可能用“轨迹”来描述粒子的运动，微观粒子的运动状态只能通过概率做统计性的描述．[即学即用] 判断下列说法的正误．(1)电子通过狭缝后运动的轨迹是确定的．( ×)(2)宏观物体的动量和位置可准确测定．( √)(3)微观粒子的动量和位置不可同时准确测定．( √)一、对概率波的理解1．单个粒子运动的偶然性：我们可以知道粒子落在某点的概率，但不能预言粒子落在什么位置，即粒子到达什么位置是随机的，是预先不能确定的．2．大量粒子运动的必然性：由波动规律我们可以准确地知道大量粒子运动时的统计规律，因此我们可以对宏观现象进行预言．3．概率波体现了波粒二象性的和谐统一：概率波的主体是光子、实物粒子，体现了粒子性的一面；同时粒子在某一位置出现的概率受波动规律支配，体现了波动性的一面，所以说概率波将波动性和粒子性统一在一起．例1(多选)在单缝衍射实验中，中央亮纹的光强占从单缝射入的整个光强的95%以上，假设现在只让一个光子通过单缝，那么该光子( )A．一定落在中央亮纹处B．一定落在亮纹处C．可能落在暗纹处D．落在中央亮纹处的可能性最大答案CD解析根据光波是概率波的概念，对于一个光子通过单缝落在何处，是不可确定的，但概率最大的是落在中央亮纹处，可达95%以上，当然也可落在其他亮纹处，还可能落在暗纹处，不过，落在暗纹处的概率很小，故C、D选项正确．针对训练(多选)在双缝干涉实验中出现的亮暗条纹说明了( )A．光具有波动性B．光具有粒子性C．光波是一种概率波D．以上说法全都错误答案AC解析双缝干涉实验中出现的亮条纹和暗条纹，说明了光子落点具有一定的概率，即符合概率波的规律，并说明光具有波动性．1．在双缝干涉和单缝衍射的暗条纹处也有光子到达，只是光子数量“特别少”，很难呈现出亮度．2．要理解统计规律，对统计规律的正确认识是理解概率波的前提．二、对不确定性关系的理解1．单缝衍射现象中，粒子在挡板左侧的位置是完全不确定的，即通过挡板前粒子的位置具有不确定性．2．单缝衍射现象中，粒子通过狭缝后，在垂直原来运动方向的动量是不确定的，即通过挡板后粒子的动量具有不确定性．3．微观粒子运动的位置不确定量Δx和动量的不确定量Δp的关系式ΔxΔp≥h4π，其中h是普朗克常量，这个关系式叫不确定性关系．4．不确定性关系告诉我们，如果要更准确地确定粒子的位置(即Δx更小)，那么动量的测量一定会更不准确(即Δp更大)，也就是说，不可能同时准确地知道粒子的位置和动量，也不可能用“轨迹”来描述粒子的运动． 例2 (多选)根据不确定性关系Δx Δp ≥h4π，判断下列说法正确的是( )A ．采取办法提高测量Δx 精度时，Δp 的精度下降B ．采取办法提高测量Δx 精度时，Δp 的精度上升C ．Δx 与Δp 测量精度与测量仪器及测量方法是否完备有关D ．Δx 与Δp 测量精度与测量仪器及测量方法是否完备无关 答案 AD解析 不确定性关系表明，无论采用什么方法试图确定位置坐标和相应动量中的一个，必然引起另一个较大的不确定性，这样的结果与测量仪器及测量方法是否完备无关，无论怎样改善测量仪器和测量方法，都不可能逾越不确定性关系所给出的限度．故A 、D 正确． 例3 质量为10 g 的子弹与电子的速率相同，均为500 m/s ，测量准确度为0.01%，若位置和速率在同一实验中同时测量，试问它们位置的最小不确定量各为多少？(电子质量为m ＝9.1×10－31kg ，结果保留三位有效数字)答案 1.06×10－31m 1.16×10－3m解析 测量准确度也就是速度的不确定性，故子弹、电子的速度不确定量为Δv ＝0.05 m/s ，子弹的动量的不确定量Δp 1＝5×10－4kg·m/s，电子动量的不确定量Δp 2＝4.55×10－32kg·m/s，由Δx ≥h4πΔp ，子弹位置的最小不确定量Δx 1＝ 6.63×10－344×3.14×5×10－4 m≈1.06×10－31m ，电子位置的最小不确定量Δx 2＝ 6.63×10－344×3.14×4.55×10－32 m≈1.16×10－3m.理解不确定性关系时应注意的问题(1)对子弹这样的宏观物体，不确定量是微不足道的，对测量准确性没有任何限制，但对微观粒子却是不可忽略的．(2)在微观世界中，粒子质量较小，不能同时精确地测出粒子的位置和动量，也就不能准确地把握粒子的运动状态．1．(多选)下列各种波属于概率波的是( ) A ．声波 B ．无线电波 C ．光波 D ．物质波答案 CD解析 光波的波动性具有概率波的规律，任一运动的物体均有一种物质波与之对应，且这种物质波也具有概率波的规律．概率波与机械波和电磁波的本质不同． 2．(多选)关于不确定性关系Δx Δp ≥h4π有以下几种理解，正确的是( )A ．微观粒子的动量不可确定B ．微观粒子的位置坐标不可确定C ．微观粒子的动量和位置不可能同时确定D ．不确定性关系不仅适用于电子和光子等微观粒子，也适用于其他宏观粒子 答案 CD解析 不确定性关系表示位置、动量的精度相互制约，此长彼消，当粒子的位置不确定性更小时，粒子动量的不确定性更大；反之亦然，故不能同时准确确定粒子的位置和动量，不确定性关系是自然界中的普遍规律，对微观世界的影响显著，对宏观世界的影响可忽略，故C 、D 正确．3．已知h4π＝5.3×10－35J·s，试求下列情况中速度测定的不确定量，并根据计算结果，讨论在宏观和微观世界中进行测量的不同情况．(1)一个球的质量 m ＝1.0 kg ，测定其位置的不确定量为10－6m. (2)电子的质量m e ＝9.1×10－31kg ，测定其位置的不确定量为10－10m.答案 见解析解析 (1)由Δx ·Δp ≥h4π得：球的速度测定的不确定量Δv ≥h 4πm Δx ＝5.3×10－351.0×10－6 m/s ＝5.3×10－29m/s 这个速度不确定量在宏观世界中微不足道，可认为球的速度是确定的，其运动遵从经典物理学理论．(2)电子的速度测定的不确定量Δv ≥h 4πm e Δx ＝ 5.3×10－359.1×10－31×10－10 m/s≈5.8×105m/s这个速度不确定量不可忽略，不能认为电子具有确定的速度，其运动不能用经典物理学理论处理．一、选择题(1～5题为单选题，6～9题为多选题)1．在做双缝干涉实验时，发现100个光子中有96个通过双缝后打到了观察屏上的b 处，则b 处是( )A．亮纹B．暗纹C．既有可能是亮纹也有可能是暗纹D．以上各种情况均有可能答案 A解析由光子按波的概率分布的特点去判断，由于大部分光子都落在b点，故b处一定是亮纹，选项A正确．2．关于电子云，下列说法正确的是( )A．电子云是真实存在的实体B．电子云周围的小黑点就是电子的真实位置C．电子云上的小黑点表示的是电子的概率分布D．电子云说明电子在绕原子核运动时有固定轨道答案 C解析由电子云的定义我们知道，电子云不是一种稳定的概率分布，人们常用小黑点表示这种概率，小黑点的密疏代表电子在这一位置出现的概率大小，故只有C正确．3．从衍射的规律可以知道，狭缝越窄，屏上中央亮条纹就越宽，由不确定性关系ΔxΔp≥h4π，判断下列说法正确的是( )A．入射的粒子有确定的动量，射到屏上粒子就有准确的位置B．狭缝的宽度变小了，因此粒子的不确定性也变小了C．更窄的狭缝可以更准确地测得粒子的位置，但粒子动量的不确定性却更大了D．可以同时确定粒子的位置和动量答案 C解析由ΔxΔp≥h4π知，狭缝变小了，即Δx减小了，Δp变大，即动量的不确定性变大，故C正确，A、B、D错误．4．1927年戴维孙和革末完成了电子衍射实验，该实验是荣获诺贝尔奖的重大近代物理实验之一．如图1所示的是该实验装置的简化图．下列说法不正确的是( )图1A．亮条纹是电子到达概率大的地方B．该实验说明物质波理论是正确的C ．该实验说明了光子具有波动性D ．该实验说明实物粒子具有波动性 答案 C解析 该实验说明物质波理论是正确的，实物粒子也具有波动性，亮条纹是电子到达概率大的地方，不能说明光子具有波动性，故选C.5．显微镜观看细微结构时，由于受到衍射现象的影响而观察不清，因此观察越细小的结构，就要求波长越短，波动性越弱．在加速电压值相同的情况下，电子显微镜与质子显微镜的分辨本领，下列判定正确的是( ) A ．电子显微镜分辨本领较强 B ．质子显微镜分辨本领较强 C ．两种显微镜分辨本领相同 D ．两种显微镜分辨本领无法比较 答案 B解析 在电场中加速eU ＝12mv 2＝p 22m ，又由物质波公式λ＝h p 得λ＝h2meU ，所以经相同电压加速后的质子与电子相比，质子的物质波波长短，波动性弱，从而质子显微镜分辨本领较强，即B 选项正确．6．关于光的波动性与粒子性，以下说法正确的是( ) A ．爱因斯坦的光子说否定了光的电磁说 B ．光电效应现象说明了光的粒子性 C ．光波不同于机械波，它是一种概率波 D ．光的波动性和粒子性是相互矛盾的，无法统一 答案 BC解析 爱因斯坦的光子说并没有否定电磁说，只是在一定条件下光是体现粒子性的，A 错；光电效应说明光具有粒子性，说明光的能量是一份一份的，B 对；光波在少量的情况下体现粒子性，大量的情况下体现波动性，所以C 对；光的波动性和粒子性不是孤立的，而是有机的统一体，D 错．7．以下说法正确的是( )A ．微观粒子不能用“轨道”观点来描述粒子的运动B ．微观粒子能用“轨道”观点来描述粒子的运动C ．微观粒子位置不能精确确定D ．微观粒子位置能精确确定 答案 AC解析 微观粒子的动量和位置是不能同时确定的，这也就决定不能用“轨道”的观点来描述粒子的运动(轨道上运动的粒子在某时刻具有确定的位置和动量)，故A正确．由微观粒子的波粒二象性可知微观粒子位置不能精确确定，故C正确．8．为了验证光的波粒二象性，在双缝干涉实验中将光屏换成照相底片，并设法减弱光的强度，下列说法正确的是( )A．使光子一个一个地通过双缝干涉实验装置的狭缝，如果时间足够长，底片上将出现双缝干涉图样B．使光子一个一个地通过双缝干涉实验装置的狭缝，如果时间足够长，底片上将出现不太清晰的双缝干涉图样C．大量光子的运动规律显示出光的粒子性D．个别光子的运动显示出光的粒子性答案AD解析单个光子运动具有不确定性，大量光子落点的概率分布遵循一定规律，显示出光的波动性．使光子一个一个地通过双缝，如果时间足够长，底片上会出现明显的干涉图样，A正确，B、C错误；由光的波粒二象性知，个别光子的运动显示出光的粒子性，D正确．9．电子的运动受波动性的支配，对于氢原子的核外电子，下列说法正确的是( )A．氢原子的核外电子可以用确定的坐标描述它们在原子中的位置B．电子绕核运动时，可以运用牛顿运动定律确定它的轨道C．电子绕核运动的“轨道”其实是没有意义的D．电子轨道只不过是电子出现的概率比较大的位置答案CD解析微观粒子的波动性是一种概率波，对于微观粒子的运动，牛顿运动定律已经不适用了，所以氢原子的核外电子不能用确定的坐标描述它们在原子中的位置，电子的“轨道”其实是没有意义的，电子轨道只不过是电子出现的概率比较大的位置，综上所述，C、D正确．二、非选择题10．一辆摩托车以20 m/s的速度向墙冲去，车身和人共重100 kg，则车撞墙时的不确定范围是怎样的？答案大于等于2.64×10－38 m解析根据不确定性关系ΔxΔp≥h4π得：Δx≥h4πΔp＝6.63×10－344×3.14×100×20m≈2.64×10－38 m.11．(1)以下说法中正确的是________．A．光的波粒二象性，就是由牛顿的微粒说和惠更斯的波动说组成的B．光的波粒二象性彻底推翻了麦克斯韦的光的电磁说C．光子说并没有否定光的电磁说，在光子能量ε＝hν中，频率ν表示波的特征，ε表示粒子的特征D ．光波和物质波都是概率波E ．光的波动性是光子本身固有的性质，不是光子之间相互作用引起的(2)如图2所示为示波管示意图，电子的加速电压U ＝104V ，打在荧光屏上电子的位置确定在0.1 mm 范围内，可以认为令人满意，则电子的速度是否可以完全确定？是否可以用经典力学来处理？电子质量m ＝9.1×10－31kg.图2答案 (1)CDE (2)可以完全确定 可以用经典力学来处理解析 (1)牛顿的微粒说认为光是由物质微粒组成的，惠更斯的波动说认为光是机械波，都是从宏观现象中形成的观念，故A 错误；光子说并没有否定光的电磁说，光子能量公式ε＝h ν，体现了其粒子性和波动性，B 错误，C 正确；光波和物质波都是概率波，D 正确；光的波动性是光子本身固有的性质，不是光子之间相互作用引起的，E 正确． (2)Δx ＝10－4m ，由Δx Δp ≥h4π得，动量的不确定量最小值Δp ≈5×10－31kg·m/s，其速度不确定量最小值Δv ≈0.55 m/s.12mv 2＝eU ＝1.6×10－19×104 J ＝1.6×10－15 J ，v ≈6×107m/s ，Δv 远小于v ，电子的速度可以完全确定，可以用经典力学来处理．。
高中物理17.4 概 率 波精品教案教学设计
波粒二象性新课标要求1．内容标准（1）了解微观世界中的量子化现象。
比较宏观物体和微观粒子的能量变化特点。
体会量子论的建立深化了人们对于物质世界的认识。
（2）通过实验了解光电效应。
知道爱因斯坦光电效应方程以及意义。
（3）了解康普顿效应。
（4）根据实验说明光的波粒二象性。
知道光是一种概率波。
（5）知道实物粒子具有波动性。
知道电子云。
初步了解不确定性关系。
（6）通过典型事例了解人类直接经验的局限性。
体会人类对世界的探究是不断深入的。
例1 通过电子衍射实验，初步了解微观粒子的波粒二象性，体会人类对于物质世界认识的不断深入。
2．活动建议阅读有关微观世界的科普读物，写出读书体会。
新课程学习17.4 概率波★新课标要求（一）知识与技能1．了解微粒说的基本观点及对光学现象的解释和所遇到的问题．2．了解波动说的基本观点及对光学现象的解释和所遇到的问题．3．了解事物的连续性与分立性是相对的，了解光既有波动性，又有粒子性．4．了解光是一种概率波．（二）过程与方法1．领悟什么是概率波2．了解物理学中物理模型的特点初步掌握科学抽象这种研究方法3．通过数形结合的学习，认识数学工具在物理科学中的作用（三）情感、态度与价值观理解人类对光的本性的认识和研究经历了一个十分漫长的过程，这一过程也是辩证发展的过程．根据事实建立学说，发展学说，或是决定学说的取舍，发现新的事实，再建立新的学说．人类就是这样通过光的行为，经过分析和研究，逐渐认识光的本性的．★教学重点人类对光的本性的认识的发展过程．★教学难点对量子化、波粒二象性、概率波等概念的理解★教学方法“创设情景，提出问题——观察思考，自主探索——讨论交流，总结归纳”为教学结构，采用“交流——互动”★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）引入新课课件播放：康普顿散射实验讲述：康普顿效应是γ射线或X 射线打在物质上，与物质中原子的核外电子发生相互作用，作用后产生散射光子和反冲电子的效应。
高中物理教案- 概率波-全国获奖
《概率波》教学设计天津市小站第一中学 李芳【教学目标】★ 知识与技能1．知道经典粒子与经典波的基本特性。
2．知道经典的粒子与经典的波的区别与联系。
3．知道光是一种概率波，物质波也是一种概率波。
4．理解什么是概率波。
★过程与方法理解什么是概率波，并能用概率波的概念解释干涉，衍射等现象。
★ 情感态度与价值观１.体会科学理论的建立过程，体会科学发展的无限性。
２.培养学生的科学素质及学习科学热爱科学精神。
【教学重点、难点】重点：人类对光波物质波的认识发展过程。
难点：理解什么是概率波。
【教具准备】 多媒体Powerpoint 课件▼教学过程：【前置复习】：什么是物质波【新课导入】教师：通过上节课的学习我们知道，光具有波动性，实物粒子也具有波动性，那么光波和物质波到底是什么样的波（设置悬念，抓住学生的注意力）教师：这就是我们今天要解决的问题。
（多媒体板书： 概率波）【讲解过程】教师：分析物理现象、建立科学理论时，经常要建立模型，研究光波和物质波怎样建立模型为了解决这个问题，先看一下经典物理学怎样建立模型解释问题的。
（板书 ：一 经典的粒子和经典的波）教师：请同学们阅读第40页1-4自然段，然后思考回答幻灯片上的几个问题。
（多媒体打出如下问题：1：经典物理学建立了几种模型2：回顾学过的运动，那些运动以粒子模型方式处理那些运动以波动模型方式处理3：经典的粒子模型基本特征是什么有何缺陷4：经典的波动模型基本特征是什么）（学生阅读课本后马上思考提出的问题，并同学之间交流讨论，教师巡视指导学生）（学生开始积极回答问题）学生：经典物理学建立了2种模型，粒子模型和波动模型。
学生：以粒子模型处理的有：匀变速直线运动，自由落体运动，平抛运动，匀速圆周运动，简谐运动…………，以波动模型处理的有：绳波，水波，声波等机械波，电磁波…………学生：经典的粒子模型基本特征是：有一定的的空间大小，有一定的质量，有的有电荷。
只要知道物体的初始条件（初始位置、初速度）以及受力情况，由牛顿第二定律可知，就能确定它们以后任意时刻的位置和速度，进而确定它们在空间中的运动轨迹。
人教版选修3《概率波》教案及教学反思
人教版选修3《概率波》教案及教学反思教学目标本次课程的教学目标如下：•掌握波函数及其概率密度的概念和计算方法。
•学习薛定谔方程及其解的方法。
•了解量子力学中的不确定性原理及其应用。
教学内容与课时安排第一课时：波函数及其概率密度•矩阵运算回顾•奥斯本实验的引入•波函数与概率密度的概念及其计算方法•可视化练习：利用Python绘制波函数和概率密度图像第二课时：薛定谔方程及解•矩阵运算回顾•薛定谔方程的导出•解薛定谔方程的方法：分离变量法、直接积分法、级数展开法•解析解与数值解的比较第三课时：不确定性原理及其应用•矩阵运算回顾•不确定性原理的引入与讨论•应用案例分析：海森堡不确定性原理解释氢原子的结构教学方法本次课程采用以下教学方法：1.课前预习：要求学生提前完成教材的阅读和笔记，熟悉重点概念和计算方法，为课堂互动和深入探讨打下基础。
2.授课方法：采用传统教学和互动式教学结合的方式，通过演示和示范，讲解概念和计算方法，引导学生在操作中逐步深入理解。
3.讨论互动：在教师讲解的基础上，鼓励学生进行讨论和提问，让学生能够根据自己的理解和认知来提出问题，进一步巩固和深化知识。
4.实践演习：在教学过程中加入多种形式的练习，如可视化练习和编程练习等，让学生能够在实践中熟悉和掌握所学的知识和方法。
教学反思本次课程采用了多种教学方法和形式，引导学生从多个角度和层次深入理解概念和方法。
在教学实践中，发现一些需要改进的地方：1.教学过程中应该更加注重学生主体地位的体现，促进学生的主动思考和参与。
应该避免纯粹的讲述和示范，而是鼓励学生参与到探讨和解决问题中，加强教学的互动性。
2.在教学过程中，应当更加注重学生的实践训练。
本次课程引入了可视化练习和编程练习等多种形式的实践演练，但是可能还不够充分。
下一步需要进一步丰富和拓展实践形式，让学生能够在实际操作中更加深入理解和掌握知识和能力。
3.教学过程应该更加注重多元化的教学资源的整合和利用。
人教版高二物理选修 3-5 第十七章 第四节 概率波高中物理精品公开课
经典粒子和经典波是有联系的
经典的粒子和经典的波是狭义的
波粒二象性的理解
对于波粒二象性，如何理解才更加全面 以光的干涉现象为例来进行研究
按波动理论解释：
按光子的模型解释：
条纹的明暗表示到达屏上 的光相叠加的强度不同。
为什么呢？
1.每个相同频率的光都有相同的能量。 2.光的强弱对应光子的数目。 3.明玟处光子数多，暗纹处光子数少。
概率波
知道单光子实验的现象和结论 知道光是概率波 知道微观粒子的轨迹无法确定
经典粒子和经典波
生活中哪些是经典粒子？
经典粒子有什么特征？
经典粒子的基本特征：
可描述任意时刻的确定的位置、 速度以及空间中的确定的轨道
经典粒子和经典波
生活中哪些是经典的波？
水波
电磁波
经典波有什么特征？
水波的干涉
水波的衍射
探究：如果德布罗意的假设是对的，应该怎样通过实验验证呢？
推理1：如果实物粒子具有波动性，就应该能够发生干涉或者衍 射现象
推理2：要观察到明显衍射现象，则孔和缝的尺寸应与波长相当 或者更小 如果我们取电子来进行研究，那么需要计算出在特定情况下它的 德布罗意波长
实物粒子的波动性
电子的电荷量是
,质量为
，经过200V
惠更斯
人类对光的认识
杨氏双缝干涉实验装置
托马斯·杨
英国物理学家、医生、 考古学家，光的波动说 的奠基人之一
杨氏用叠加原理揭示了干涉现象，在历 史上第一次测定了红光和紫光的波长， 为光的波动学说的确立奠定了基础。
人类对光的认识
先后从理论和实验上确 认了光的电磁波本质
2024-2025学年高中物理第17章波粒二象性4概率波5不确定性关系教案新人教版选修3-5
- 网络教学视频资源
- 电子版习题库
5. 教学手段：
- 探究式教学
- 小组讨论
- 实验演示
- 案例分析
- 互动问答
这些教学资源旨在支持课程内容的深度理解和学生的主动学习，通过多样化手段促进学生对概率波和不确定性关系的掌握。
教学流程
（一）课前准备（预计用时：5分钟）
学生预习：
发放预习材料，引导学生提前了解“概率波”与“不确定性关系”的学习内容，标记出有疑问或不懂的地方。设计预习问题，激发学生思考，为课堂学习相关内容做好准备。
6. 实验验证与理论分析
- 双缝干涉实验与物质波概念的验证
- 不确定性原理在实验测量中的应用
- 量子物理实验对理论预测的验证与挑战
7. 量子物理的实际应用
- 量子力学在原子结构、分子结构研究中的应用
- 量子计算与量子通信的基本原理
- 量子物理对材料科学、生物学等领域的影响
8. 科学研究方法与思维
- 量子物理研究中提出假说、验证假说的方法
2. 学生的学习兴趣、能力和学习风格：高中阶段的学生通常对抽象的概念和理论具有一定的探索欲望，他们对量子物理学这样的前沿科学领域表现出浓厚的兴趣。学生在数学和逻辑推理方面具有一定的能力，能够处理较为复杂的物理公式和概念。在学习风格上，学生倾向于通过实验和实例来直观理解抽象的理论，喜欢通过讨论和问题解决的方式进行学习。
教学内容与学生已有知识的联系在于，学生在前期学习中已经掌握了波动理论和粒子运动的经典图像，并了解了量子世界的初步概念。在此基础上，本节课将引导学生将这些知识综合起来，理解物质波的概率解释，以及不确定性关系对测量的基本限制，从而深化对波粒二象性的认识，并为后续量子力学内容的学习打下坚实的基础。
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普通高中课程标准实验教科书—物理（选修3－5）
新课标要求
1．内容标准
（1）了解微观世界中的量子化现象。
比较宏观物体和微观粒子的能量变化特点。
体会量子论的建立深化了人们对于物质世界的认识。
（2）通过实验了解光电效应。
知道爱因斯坦光电效应方程以及意义。
（3）了解康普顿效应。
（4）根据实验说明光的波粒二象性。
知道光是一种概率波。
（5）知道实物粒子具有波动性。
知道电子云。
初步了解不确定性关系。
（6）通过典型事例了解人类直接经验的局限性。
体会人类对世界的探究是不断深入的。
例 1 通过电子衍射实验，初步了解微观粒子的波粒二象性，体会人类对于物质世界认识的不断深入。
2．活动建议
阅读有关微观世界的科普读物，写出读书体会。
新课程学习
17.4 概率波
★新课标要求
（一）知识与技能
1．了解微粒说的基本观点及对光学现象的解释和所遇到的问题．
2．了解波动说的基本观点及对光学现象的解释和所遇到的问题．
3．了解事物的连续性与分立性是相对的，了解光既有波动性，又有粒子性．
4．了解光是一种概率波．
（二）过程与方法
1．领悟什么是概率波
2．了解物理学中物理模型的特点初步掌握科学抽象这种研究方法
3．通过数形结合的学习，认识数学工具在物理科学中的作用
（三）情感、态度与价值观
理解人类对光的本性的认识和研究经历了一个十分漫长的过程，这一过程也是辩证发展的过程．根据事实建立学说，发展学说，或是决定学说的取舍，发现新的事实，再建立新的
学说．人类就是这样通过光的行为，经过分析和研究，逐渐认识光的本性的．★教学重点
人类对光的本性的认识的发展过程．
★教学难点
对量子化、波粒二象性、概率波等概念的理解
★教学方法
“创设情景，提出问题——观察思考，自主探索——讨论交流，总结归纳”为教学结构，采用“交流——互动”
★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
课件播放：康普顿散射实验
讲述：康普顿效应是γ射线或X 射线打在物质上，与物质中原子的核外电子发生相互作用，作用后产生散射光子和反冲电子的效应。
学生：观看课件，同时思考讨论该实验反映了光的什么性，思考光是粒子还是波？
结论：康普顿效应进一步证实了光的粒子性。
是验证光的波粒二象性的重要物理实验之一。
点评：创设新奇的教学情景引入新课，激发学生的认知和学习兴趣，培养他们对新的科学知识的了解和探究精神。
课件播放：光的衍射
讲述：光在传播中遇到障碍物会“绕行”
结论：光具有波动性
学生回忆：发生明显衍射现象的条件，分析讨论在平常不容易观察到明显衍射现象的原因，以及采用怎样的措施能够较为方便的观察到明显衍射现象？
点评：适时的反思小结为不仅有利于知识的联系和巩固，更有利于学生良好学习习惯的形成。
教师：在经典的物理学中，波和粒子是两种不同的研究对象，具有非常不同的表现。
那么对于光和电子、质子等粒子，这两种互不相容的属性又能“集于一身”呢？
（二）进行新课
1、光的波粒二象性
17世纪的微粒说和波动说是两种对立的学说，都受到传统观念的影响，因为传统观念认为在宏观现象中波动性和粒子性是对立的。
微观世界的某些属性与宏观世界不同，光子说没有否定波动性和光的电磁说，光子的能量与频率有关，频率是波的特征。
学生跟随老师的讲述对于原来所学的相关知识进行自主的回顾和归纳整理。
点评：对于已经学习过的知识可以穿插在平常的教学过程中时常进行温习反思和类比迁移，多次反复一定可以帮助学生更好的掌握和利用知识。
：在微观世界中，如何把波的图象与粒子的图象统一起来呢？
学生思考、讨论后给出一些答复，就各种答案加以分析提炼总结。
点评：给学生一定的自主学习的时间和空间效果比被动的接受知识要好，能够更加有效的培养他们的学习主动性和能动性。
2、光波是概率波
（1）光强
讲述：光的强度指单位时间内到达单位面积的光的能量，也就是明条纹处到达的光子多，暗条纹处到达的光子数少
（2）概率波
课件：伽尔顿板实验
实验一：用很弱的光做双缝干涉，暴光时间短，可看到胶片上出现一些无规则分布的点子。
实验二：暴光时间足够长，有大量光子通过狭缝，底片上出现了规则的干涉条纹。
学生认真观察课件，不放过课件演示过程中的每一个细节，同时对观察的认识意见做一些个别的讨论和交流。
点评：科学研究一定要有足够的细心，课堂上的一些演示实验和课件展示的观察分析同样如此，往往一些关键的现象是稍纵即逝，学生在这方面习惯的养成对他们今后的学习生活和研究工作会有莫大的帮助。
讲述：
实验一说明：光表现出粒子性，也看到光子的运动与宏观现象中质点的运动不同，没有一定的轨道。
单个光子通过双缝后的落点无法预测。
实验二说明：光的波动性是大量光子表现出来的现象，在干涉条纹中，那些光波强的地方是光子到达机会多的地方或是到达几率大的地方，光波弱的地方是光子到达机会少的地方。
光的波动性可看做是大量光子运动的规律。
观察实验思考：是否可以认为光子之间的相互作用使它表现出波动性？
学生持有不同的观点，有的认为是光子之间的相互作用使它表现出波动性，有的则认为不是光子之间的相互作用使它表现出波动性，各执己见，各抒己见。
点评：学生在学习过程中有疑问是好事，能够就相关的问题展开分析讨论更是他们有浓厚求知欲的体现，应予以鼓励和肯定。
讲述：实验说明：如果狭缝只能让一个光子通过，得到的照片和上面相同，把一个缝挡住，光屏上不再出现干涉条纹，说明光的波动性不是光子之间相互作用引起的，是光子本身
的一种属性。
3、光的波动性与粒子性是不同条件下的表现：
讲述：大量光子行为显示波动性；个别光子行为显示粒子性；
光的波长越长，波动性越强；光的波长越短，粒子性越强
学生在进一步的实验现象和理论知识的指引下，形成统一的观点：光的波动性不是光子之间相互作用引起的，是光子本身的一种属性。
点评：存疑——求解，人类社会的不断发展和科学技术的日益进步都是在这样的情景下取得。
例题：
已知每秒从太阳射到地球上垂直于太阳光的每平方米截面上的辐射能为1.4×118J，其中可见光部分约占45%，假设认为可见光的波长均为0.55μm，太阳向各个方向的辐射是均匀的，日地之间距离为R=1.5×1011m，估算出太阳每秒辐射出的可见光的光子数。
（保留两位有效数字）
学生通过运算得出相应的正确结果。
点评：理论联系实际，适量的实际操作可以进一步巩固和掌握所学理论知识。
（三）课堂小结
教师活动：光既具有波动性，又具有粒子性。
既不可把光看成宏观观念中的波，也不可把光看成宏观观念中的粒子。
学生在老师进行小结的同时可以同步把自己对于本节课的内容小结进行参照对比，查漏补缺。
点评：课堂小结有利于学生对当堂课的内容形成完善的知识框架，强化理解和把握一些知识重点和难点。
（四）作业：完成讲义相应练习
★教学体会
本节课主要了解概率波的概念。
尽管比较抽象，但是我们老师把这堂课上的有声有色，收到较好的效果。
本节课主要有以下几个特点：
1、充分利用多种教学素材（课件，图片等），创设生动的教学情景，使学生很快进入一种愿学、乐学的学习状态
2、贯彻《课程标准》“从生活走向物理，从物理走向社会”的理念，选择典型例子，密切联系学生已经有的直接经验，变抽象为生动，有效的减低学习的难度。
3、采用环环相扣，层层深入的教学模式，把问题在情景中提出，给学生思考的空间和时间，使学生自主的对问题深入了解，全面认识，从而体会出基本的物理思考方法。