粤教版高中物理选修3-5德布罗意波教案
4.4德布罗意波教学设计-2023-2024学年高二下学期物理粤教版(2019)选择性必修第三册
1. 课前自主探索
教师活动：
- 发布预习任务：提供德布罗意波的预习PPT、相关视频和学术文章，要求学生提前熟悉德布罗意波的概念和性质。
- 设计预习问题：提出问题如“德布罗意波与经典波有何不同？”、“如何理解德布罗意波的概率性质？”引导学生深入思考。
Байду номын сангаас- 监控预习进度：通过在线平台收集学生的预习笔记和疑问，了解学生的预习情况。
（2）小组合作：组织小组讨论和实验，促进学生之间的交流与合作。
（3）问题引导：通过提问引导学生思考，激发学生的学习兴趣和探索精神。
2. 存在主要问题
（1）学生理解困难：部分学生对德布罗意波的概念和数学表达式理解不够深入。
（2）课堂互动不足：课堂中缺乏有效的师生互动，导致学生参与度不高。
（3）作业反馈不够及时：对学生作业的反馈不够及时，影响了学生的学习效果。
作用与目的：
- 帮助学生提前熟悉德布罗意波的知识，为课堂学习打下基础。
- 培养学生自主学习能力和独立思考能力。
2. 课中强化技能
教师活动：
- 导入新课：通过介绍德布罗意波的历史背景，激发学生对课题的兴趣。
- 讲解知识点：详细讲解德布罗意波的数学表达式、波长与动量的关系等核心概念。
- 组织课堂活动：分组讨论德布罗意波在原子结构中的应用，进行角色扮演模拟量子态的测量。
（2）思考题：布置思考题，如“德布罗意波如何解释氢原子的光谱线？”、“德布罗意波在量子计算中的应用前景如何？”等，引导学生深入思考。
（3）小组项目：分组进行德布罗意波实验的设计和报告，鼓励学生动手实践，提高实验能力。
2. 作业反馈
（1）及时批改：教师应及时批改学生的作业，给出明确的评价和反馈。
2020学年高中物理第2章第5节德布罗意波教案粤教版选修3-5(2021-2022学年)
第五节德布罗意波[学习目标］１.知道实物粒子具有波动性.2．知道光波和物质波都是概率波．３．理解德布罗意波，会解释相关现象．(重点、难点）4。
知道电子云,了解“不确定性关系”的具体含义．一、德布罗意波假说及电子衍射1.德布罗意波：任何一个实物粒子都和一个波相对应，这种波后来被称为德布罗意波,也称为物质波．2．波长与动量关系：λ＝错误!未定义书签。
．3．电子衍射：电子束在晶体上反射可能发生衍射.二、电子云和不确定性关系1.电子云:原子中的电子在原子核的周围运动,在空间各点出现的概率是不同的,当原子处于稳定状态时，电子会形成一个稳定的概率分布．由于历史上的原因，人们常用一些小圆点来表示这种概率分布，概率大的地方小圆点密一些,概率小的地方小圆点疏一些,这样的概率分布图称为电子云.2.不确定性关系：用Δx表示微观粒子位置的不确定性，用Δp表示微观粒子动量的不确定性，则两者之间的关系为ΔｘΔp≥错误!,即不确定性关系．它意味着微观粒子的坐标和动量不可能同时完全精确地确定．1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)（1)电子衍射的发现证明了德布罗意波假说．ﻩ(√)(2）包括光子在内的一切微观粒子都具有波粒二象性，而实物粒子不具有波粒二象性．ﻩﻩ(×)（３)在讨论微观粒子的运动时,只能给出微观粒子在空间各点出现的概率分布，无法给出微观粒子运行的轨迹．(√)ﻬ（4）微观粒子运动的状态,不能像宏观物体的运动那样通过确定的轨迹来描述,而是只能通过概率波作统计性的描述. (√）(5）改进测量技术,不确定性关系可以确定,微观粒子的坐标和动量可以同时确定．ﻩ2．在历史上,最早证明了德布罗意波存在的实验是( )A．弱光衍射实验B.电子束在晶体上的衍射实验C．弱光干涉实验D．以上都不正确B[由课本知识可知，最早证明德布罗意波假说的是电子束在晶体上的衍射实验,选项B正确.］３.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．电子云周围的小黑圆点就是电子的真实位置C.电子云上的小黑圆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C ［由电子云的定义我们知道，电子云是一种稳定的概率分布,人们常用小黑圆点表示这种概率分布,小黑圆点的密疏代表电子在这一位置出现的概率大小,故选项Ｃ正确．］1.对物质波的理解（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)粒子在空间各处出现的几率受统计规律支配,不要以宏观观点中的波来理解德布罗意波．（3）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.ﻬ2．计算物质波波长的方法(1）根据已知条件,写出宏观物体或微观粒子动量的表达式p＝mｖ.(2)根据波长公式λ＝＼f(h,ｐ)求解．(3)注意区分光子和微观粒子的能量和动量的不同表达式．如光子的能量ε=hν，动量p=错误!;微观粒子的动能E k=错误!未定义书签。
新课标粤教版35选修三2.5德布罗意波WORD教案2
德布罗意简介一、德布罗意的科学地位法国闻名理论物理学家，1929年诺贝尔物理学奖取得者，波动力学的开创人，物质波理论的创建者，量子力学的奠基人之一。
二、德布罗意的科学奉献德布罗意之前，人们对自然界的熟悉，只局限于两种大体的物质类型：实物和场。
前者由原子、电子等粒子组成，磁场、引力场那么属于后者。
可是，许多实验结果之间显现了难以说明的矛盾。
物理学家们相信，这些表面上的矛盾，必将有其深刻的本源。
1923年，德布罗意最先想到了那个问题，而且斗胆地假想，人们关于光子成立起来的两个关系式会可不能也适用于实物粒子。
若是成立的话，实物粒子也一样具有波动性。
为了证明这一假想，1923年，德布罗意又提出了作电子衍射实验的假想。
1924年，又提出用电子在晶体上作衍射实验的方式。
1927年，戴维孙和革末用实验证明了电子具有波动性，不久，.汤姆孙与戴维孙完成了电子在晶体上的衍射实验。
尔后，人们接踵证明了原子、分子、中子等都具有波动性。
德布罗意的假想最终都取得了完全的证明。
这些实物所具有的波动称为德布罗意波，即物质波。
PS:纨绔子弟德布罗意攻读中世纪历史的闲暇，突然对物理产生爱好；于是动用家族实力，拜入大师朗之万门下深造物理博士。
能够想象一个花花公子攻读物理博士五年间会学到什么……毕业前夕，德布罗意东拼西凑，写出了历史上最短一篇博士论文：仅一页纸长度；评委判定“涉嫌剽窃”。
导师朗之万大惊，致信另一大神爱因斯坦，曰：“……请对他的论文作出您的评判。
另外顺便向您提及，该研究生的父亲是敝国伯爵，现任内阁部长，假设您……，以后您来法国定会受到隆重的接待”总结：不给他过，以后你不用来法国了。
谁料爱因斯坦读完后，马上予以了高度评判，称德布罗意“揭开了大幕的一角”。
整个物理学界在听到爱因斯坦的评论后大吃一惊，这才开始全面关注德布罗意的工作。
德布罗意顺利毕业……稍后，另一物理巨神薛定谔，见此论文后闭关一年，悟出传奇中的顶级绝学——《波动力学》。
16-17物理粤教版选修3-5 第二章第五节德布罗意波 课件 精品
2．德布罗意波和光波一样，也是概率波，即实物粒子在空间 各处出现的概率受波动规律支配．微观粒子的运动状态不可 能用“轨迹”来描述，只能通过大量粒子的运动做统计性的 描述．因此电子在原子内没有确定的值，在原子核外任何地 方都有可能出现，只是概率不同．用点的疏密描绘出来就是 电子云． 3．根据德布罗意波假说，实物粒子也具有波粒二象性，宏观 物体的动量比较大，所以德布罗意波波长很短，波动性不明 显．微观粒子的德布罗意波波长较长，在一些特定环境下可 以观察到他们的干涉和衍射等波的现象．
方法总结 本题考查德布罗意波波长计算．一般先求出动量，再由公 式 λ＝hp求德布罗意长．注意将各物理量统一采用国际制 单位．
1．(2013·高考江苏卷改编)如果一个电子的德布罗意波长和一
个中子的相等，则它们的____C____也相等．
A．速度
B．动能
C．动量
D．质量
解析：根据 λ＝hp，知电子和中子的动量大小相等，选项 C 正确．
[想一想] 2.“在微观物理学中，由于我们不可能同时准确地 知道某个粒子的位置和动量，粒子出现的位置是无规律可循 的．”你认为呢？ 提示：虽然我们不可能同时准确地知道某个粒子的位置和动 量，但粒子的运动却有规律可循，那就是统计规律，比如， 衍射的亮斑位置就是粒子出现概率大的位置．
理解德布罗意波
1．德布罗意认为：任何一个运动的物体，小的如电子、质 子，大的如行星、太阳，平时所见到的行驶的火车、流动 的人群等，都有一种波与之对应，称为德布罗意波，也叫 物质波．物质波的动量与波长之间的关系为 p＝hλ.
理解不确定性关系
1．微观世界中，粒子的位置和动量存在不确定性．以光的 衍射为例，如图是光的衍射原理图．实验发现：狭缝 a 越 窄，中央的亮条纹 b 越宽，即光子与原来运动方向垂直的 动量越大；也就是说，位置测量结果越精确，动量的测量 误差就越大；位置的不确定范围和动量的不确定范围的关 系是：ΔxΔp≥4hπ.
2013-2014学年高二物理粤教版选修3-5同步课件：第2章-第5节-德布罗意波(30张ppt)
由不确定关系式，得电子位置的不确定范围 Δx＝ 4πh·Δp＝4×36.1.643××11.80×－3410－32 m≈2.9×10－3 m.
回答是否定的．光子的运动具有不确定性．这节课我们就 来学习有关知识．
一、德布罗意波假说 1．德布罗意提出一个大胆假设：任何一个_实__物__粒__子_都和 __一__个__波__相对应，这种波称为德布罗意波，也叫物质波． 2．德布罗意波的波长计算公式： _λ_＝__hp____.
二、电子衍射
美国工程师戴维孙和英国物理学家汤姆生发现了电子在 ___晶__体___上的衍射图样，证明德布罗意假说的正确性．这有力 地证明了实物粒子也具有___波__动___性．
λ＝hp＝mh1v1＝4560.6×3×101－03×－3410 m ≈1.47×10－34 m
电子经电场加速后，速度增加为v2，根据动能定理
1
2 mv2＝eU
p2＝m2v2＝ 2m2eU 该电子的德布罗意波长λ＝ ＝h 1.2×10－10 m.
p
答案：1.47×10－34 m, 1.2×10－10 m
解析：机械振动在介质中的传播形成的波叫做机械波．故 A错. 任何一个实物粒子都和一个波相对应，这种波称为物质波， 又叫德布罗意波．不是宏观物体形成的波就叫机械波，而微观 物体形成的波就叫微波，B错．物质波是概率波，而光波也是， D错．
答案：C
5．电子的运动受波动性的支配，对氢原子的核外电子，下 列说法错误的是( )
课堂训练 1．下列关于物质波的认识，错误的是( ) A．任何一个物体都有一种波和它对应，这就是物质波 B．X光的衍射证实了物质波的假设是正确的 C．电子的衍射证实了物质波的假设是正确的 D．物质波是一种概率波
2020-2021学年高中物理粤教版选修3-5 第二章波粒二象性第五节德布罗意波教学案
第五节德布罗意波1．任何一个实物粒子都和一个波相对应，这种波称为德布罗意波，也称为物质波。
2．实物粒子的物质波波长与其动量之间的关系为λ＝错误!。
3．电子束在晶体的晶格上会发生衍射。
电子束在单晶MnO3上和在多晶Au上都能产生衍射图样,且衍射图样都跟光通过小孔的衍射图样相同，说明电子与光有相似之处，都具有波粒二象性，即电子具有波动性。
4．总的来讲，波粒二象性是包括光子在内的一切微观粒子的共同特征，和光子一样，对微观粒子运动状态的最准确的描述是概率波。
5．当原子处于稳定状态时,电子会形成一个稳定的概率分布，由于历史上的原因,人们常用一些小圆点来表示这种概率分布，概率大的地方小圆点密一些，概率小的地方小圆点疏一些，这样的概率分布图称为电子云。
6．如果用Δx表示微观粒子位置的不确定性，用Δp表示微观粒子动量的不确定性,则两者之间的关系为ΔxΔp≥错误!，此式称为微观粒子的不确定性关系。
德布罗意波假说1.任何一个实物粒子都和一个波相对应。
2．德布罗意波假说的提出背景德布罗意认识到人们讨论光时过分地强调了波动性,忽略了粒子性,同样，在讨论实物粒子时，人们只讨论粒子性，忽略了波动性,于是把光的波粒二象性推广到了实物粒子，用类比的方法，从理论上预言了物质波的存在.3．德布罗意波(1）定义：实物粒子所对应的波称为德布罗意波，也称为物质波.(2)德布罗意波长与动量的关系：λ＝错误!其中λ是德布罗意波长，h是普朗克常量，p是相应的实物粒子的动量。
4．德布罗意波的实验验证（1)实验探究思路：干涉、衍射是波特有的表现，如果实物粒子具有波动性，则在一定条件下,也应该发生衍射现象。
(2）实验验证：1927年戴维孙和G。
P.汤姆生分别利用晶体进行了电子束衍射实验，从而证实了电子的波动性.说明电子具有波粒二象性。
不仅电子，后来通过实验还陆续证实了质子、中子以及原子、分子的波动性，对于这些粒子，ν＝εh,λ＝错误!同样成立.5．对德布罗意波的理解（1）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.(2）物质波也是概率波。
高中物理第二章波粒二象性第五节德布罗意波同步备课教学案粤教版选修3-5(new)
第五节德布罗意波[学习目标］ 1.了解物质波的概念，知道实物粒子具有波粒二象性.2.了解电子衍射实验及对德布罗意波假说的证明.3。
了解什么是电子云，知道物质波也是一种概率波。
4.了解不确定性关系及对一些现象的解释．一、德布罗波假说和电子衍射［导学探究] 德布罗意认为任何运动着的物体均具有波动性,可是我们观察运动着的汽车，并未感觉到它的波动性，你如何理解该问题？答案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（如汽车）也存在波动性，只是因为宏观物体质量大，动量大，波长短，难以观测．［知识梳理]1．粒子的波动性（1)任何运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波与它相对应，这种波叫物质波,又叫德布罗意波．（2)德布罗意波波长、频率的计算公式为λ＝错误!,ν＝错误!.（3)我们之所以看不到宏观物体的波动性，是因为宏观物体的动量太大，德布罗意波长太小的缘故．2．物质波的实验验证：电子衍射(1)实验探究思路：干涉、衍射是波特有的现象，如果实物粒子具有波动性，则在一定条件下，也能够发生干涉或衍射现象．（2)实验验证：1927年戴维孙和汤姆生分别利用晶体做了电子束衍射的实验，得到了电子的衍射图样,证实了电子的波动性．（3)说明①人们陆续证实了质子、中子以及原子、分子的波动性，对于这些粒子，德布罗意给出的λ＝hp关系同样正确．②物质波也是一种概率波．[即学即用］判断下列说法的正误．（1)一切宏观物体都伴随一种波，即物质波．( ×)(2）湖面上的水波就是物质波．（×)（3）电子的衍射现象证实了实物粒子具有波动性．( √）二、电子云当原子处于稳定状态时，电子会形成一个稳定的概率分布，概率大的地方小圆点密一些,概率小的地方小圆点疏一些．这样的概率分布图称为电子云．这也说明，德布罗意波是一种概率波．三、不确定性关系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≥错误!.其中以Δx表示微观粒子位置的不确定性,以Δp表示微观粒子在x方向上的动量的不确定性，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）在电子衍射中，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、对德布罗意波的理解德布罗意波也是概率波：对于电子和其他微观粒子，单个粒子的位置是不确定的，但在某点出现的概率的大小可以由波动的规律确定,而且对于大量粒子，这种概率分布导致确定的宏观结果，所以德布罗意波也是概率波．例1下列关于德布罗意波的认识，正确的解释是（)A．光波是一种物质波B．X光的衍射证实了物质波的假设是正确的C．电子的衍射证实了物质波的假设是正确的D．宏观物体运动时，看不到它的衍射或干涉现象，所以宏观物体不具有波动性答案C解析宏观物体由于动量太大,德布罗意波长太小，所以看不到它的干涉、衍射现象，但仍具有波动性，D项错；X光是波长极短的电磁波，是光子,它的衍射不能证实物质波的假设是正确的，B项错．只有C项正确．例2如果一个中子和一个质量为10 g的子弹都以103 m/s的速度运动，则它们的德布罗意波的波长分别是多大？(中子的质量为1.67×10－27 kg)答案3。
粤教版选修3《德布罗意波》说课稿
粤教版选修3《德布罗意波》说课稿一、课程背景介绍《德布罗意波》是粤教版高中选修3中的一篇物理课文，讲述了法国科学家德布罗意的量子理论。
通过学习这篇课文，可以帮助学生了解物理学的发展历程以及量子力学的基本概念和原理。
二、教学目标2.1 知识与技能•了解德布罗意的量子理论的基本内容和背景知识•理解德布罗意波的概念和性质•掌握德布罗意波的数学表达形式和计算方法•探索德布罗意波与实际物理现象的关系2.2 过程与方法•引导学生理性思考、独立探索•培养学生的科学研究能力和解决问题的能力•提倡合作学习、小组讨论和思维碰撞2.3 情感态度价值观•培养学生对科学的兴趣和好奇心•培养学生的科学精神，包括严谨的思维、勇于创新和探索的精神•培养学生的合作意识和团队合作精神三、教学重难点分析3.1 教学重点•德布罗意波的概念和性质的讲解和理解•德布罗意波的数学表达形式的掌握和计算方法的熟练运用•德布罗意波与实际物理现象的关系的探究和分析3.2 教学难点•对量子力学的基本原理和概念的理解•德布罗意波的数学表达形式和计算方法的掌握四、教学内容和教学步骤4.1 德布罗意波的概念和性质•介绍德布罗意波的提出背景和科学意义•讲解德布罗意波的概念和性质，如波长、频率、波速等•分析德布罗意波的实验验证和实际应用4.2 德布罗意波的数学表达形式和计算方法•探究德布罗意波的数学表达形式•引导学生进行数学推导和计算练习，如计算物体的德布罗意波长、频率等•分析德布罗意波的数学结果与实际物理现象的关系和意义4.3 德布罗意波与实际物理现象的关系•探索德布罗意波与电子的关系，如原子中的电子波函数等•引导学生通过实例分析德布罗意波与其他物质粒子的关系，如中子、质子等•讨论德布罗意波在实际物理研究中的应用，如量子力学、粒子物理等领域五、教学方法与手段•案例教学法：通过引入实际案例，让学生了解德布罗意波的实际应用和科学意义•探究式教学法：组织学生进行实验观察和探索性学习，提高学生积极性和创造性思维能力•讨论交流法：鼓励学生进行小组讨论，展开思维碰撞，激发学生的思考和研究兴趣六、教学评价与反思6.1 教学评价•考察学生对德布罗意波理论和数学计算的掌握情况，可通过课堂练习和小组讨论等形式进行评价•评估学生对德布罗意波与实际物理现象的关系理解情况，并鼓励学生发表自己的见解和观点6.2 教学反思•需要充分准备案例和实验材料，确保教学效果•鼓励学生积极参与课堂互动和讨论，促进学生思维的发展和能力的提升•在评价环节要注重学生的创新思维和科学精神的培养，鼓励学生提出自己的研究问题和发展方向以上就是粤教版选修3《德布罗意波》的说课稿，通过深入剖析课程背景、教学目标、教学重难点以及教学步骤等方面进行细致的阐述。
物理粤教版选修3-5学案第2章第五节德布罗意波
1任何一个实物粒子都和一种波相对应，这种波被称为__________，也称物质波． 预习交流1射击运动员射击时会因为子弹的波动性而“失准”吗？为什么？根据现实情况下子弹质量、速度大小所对应的德布罗意波波长来做定性说明．2．电子衍射________的发现证明了德布罗意波假说，实验表明，其他______微观粒子也都具有波动性．3．电子云当原子处于稳定状态时，电子会形成一个稳定的概率分布，这种概率分布称为________．4．不确定关系的表达式实验发现，对光子位置的测量越精确，其______的不确定性就越大，反之亦然．微观粒子的不确定性关系的表达式为____________．预习交流2“在微观物理学中，由于我们不可能同时准确地知道某个粒子的位置和动量，粒子出现答案：1．德布罗意波预习交流1：答案：不会．因为宏观的子弹质量和速度较大，动量较大，德布罗意波波长非常小．2．电子衍射 一切3．电子云4．动量 Δx Δp ≥h4π预习交流2：答案：虽然我们不可能同时准确地知道某个粒子的位置和动量，但粒子的运动却有规律可循，那就是统计规律，比如，衍射的亮斑位置就是粒子出现概率大的位置．一、理解德布罗意波1．德布罗意认为任何运动着的物体均有波动性，可是我们观察运动着的汽车，并未感觉到它的波动性，你如何理解该问题，谈谈自己的认识．2．德布罗意波波长与动量的关系是怎样的？3．描述波的物理量及波动特有的现象是什么？粒子具有哪些特征？4．宏观物体也具有波粒二象性吗？（2011·安庆高二检测）在一束电子中，电子的动能为200 eV ，忽略相对论效应，求此电子的德布罗意波波长λ．德布罗意关于波粒二象性的思辨过程德布罗意之前，人们对自然界的认识，只局限于两种基本的物质类型：实物和场．但是，许多实验结果之间出现了难以解释的矛盾．物理学家们相信，这些表面上的矛盾，势必有其深刻的根源．1923年，德布罗意最早想到了这个问题，并且大胆地设想，人们对于光子建立起来的两个关系式ε＝hν，p＝mv＝hλ会不会也适用于实物粒子．如果成立的话，实物粒子也同样具有波动性．二、理解不确定性关系1．有人说：在微观物理学中，由于我们不可能同时准确地知道某个粒子的位置和动量，粒子出现的位置是无规律可循的．这种说法对吗？为什么？谈一谈你的观点．2．既然单个粒子的运动情况不可预知，为什么还要研究粒子的运动规律？3．谈谈你对位置和动量的不确定性关系ΔxΔp≥h4π的理解．一颗质量为10 g的子弹，具有200 m/s的速率，若其动量的不确定范围为其动量的0.01%（这在宏观范围是十分精确的了），则该子弹位置的不确定范围为多大？不确定性关系不是说微观粒子的坐标测不准，也不是说微观粒子的动量测不准，更不是说微观粒子的坐标和动量都测不准，而是说微观粒子的坐标和动量不能同时测准．不确定性关系是自然界的一条客观规律，不是测量技术和主观能力的问题．1．关于物质波的认识，错误的是（）．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与之对应的物质波，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2．在历史上，最早证明了德布罗意波存在的实验是（）．A．弱光衍射实验B．电子束在晶体上的衍射实验C．弱光干涉实验D．以上选项都不正确3．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4．试估算质量为1 000 kg的汽车，以10 m/s运动时的德布罗意波波长．5．电子经电势差为U＝200 V的电场加速，在v≤c的情况下，求此电子的德布罗意波波长．答案：活动与探究1：1．答案：一切微观粒子都存在波动性，宏观物体（汽车）也存在波动性，只是因为宏观物体质量大，动量大，波长短，难以观测，而微观实物粒子如电子、质子、中子以及原子、分子的波动性为宏观物体具有波动性奠定了事实基础．2．答案：如果用动量p 来表征实物粒子的粒子性，用波长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：λ＝h p ，这种与实物粒子相联系的波后来称为德布罗意波，也叫做物质波．其中λ是德布罗意波波长，h 是普朗克常量，p 是相应的实物粒子的动量．3．答案：描述波的物理量有：波长、频率和波速．波动特有的现象是：干涉、衍射等． 描述粒子的物理量有质量、能量、动量等，还具有与其他物质碰撞、入射、贯穿结合等作用特征．4．答案：电子、质子等微观粒子具有波粒二象性已是无可争议的事实，因为，人们已经通过实验观察到了它们的干涉和衍射等现象．宏观物体由于运动动量较大，根据德布罗意波波长与动量的关系λ＝h p ，波长非常非常小，尽管不容易观察到它们的干涉、衍射等波的现象，但它们仍然具有波动性，有它们的波长，因此宏观物体也具有波粒二象性．迁移与应用1：答案：见解析解析：忽略相对论效应，电子的动能为：E k ＝12mv 2① 电子的动量为：p ＝mv ②电子的德布罗意波波长为：λ＝h p ③代入数据得：λ＝8.7×10－11m ．活动与探究2：1．答案：不对．由Δx Δp ≥h 4π可知，虽然我们不能准确地知道单个粒子的实际运动情况，但粒子出现的位置并不是无规律可循的．我们可以根据大量粒子运动的统计规律知道粒子在某点出现的概率．2．答案：由不确定性关系可知，我们不能准确预知单个粒子的实际运动情况，但是大量粒子运动的统计规律是可以准确预知的，可以从宏观上对一个系统进行干预和控制．3．答案：由Δx Δp ≥h 4π可以知道，在微观领域，要准确地测定粒子的位置，动量的不确定性就变大；反之，要准确确定粒子的动量，那么位置的不确定性就变大．如将狭缝变成宽缝，粒子的动量能被精确测定（可认为此时不发生衍射），但粒子通过缝的位置的不确定性却增大了；反之取狭缝Δx →0，粒子的位置测定精确了，但衍射范围会随Δx 的减小而增大，这时动量的测定就更加不准确了．迁移与应用2：答案：见解析解析：子弹的动量为p ＝mv ＝0.01×200kg·m/s＝2.0 kg·m/s动量的不确定范围为：Δp ＝0.01%×p＝1.0×10－4×2.0 kg·m/s＝2.0×10－4 kg·m/s由不确定关系式Δx Δp ≥h 4π， 得子弹位置的不确定范围Δx ≥h4π·Δp＝ 6.63×10－344×3.14×2.0×10－4m ＝2.6×10－31 m ．当堂检测1．B 解析：所有运动的物体都具有波动性，只是宏观物体的德布罗意波波长太短，无法观察到它们的波动性．2．B 解析：最早证明德布罗意波假说的是电子束在晶体上的衍射实验．故B 正确．3．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，在历史上，人们常用小圆点表示这种概率，小圆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．4．答案：6.63×10－38 m解析：汽车运动时的动量p ＝mv ＝1 000×10 kg·m/s＝104 kg·m/s根据德布罗意波长计算公式有λ＝h p ＝6.63×10－34104m ＝6.63×10－38 m ． 5．答案：8.7×10－2 nm解析：已知12m 0v 2＝E k ＝eU ， λ＝h p ＝h 2m 0E k ＝h 2em 0U ＝h 2em 0·1U ＝8.7×10－2nm ．。
新课标粤教版3-5选修三2.5《德布罗意波》WORD教案1
第二章波粒二象性 第五节 德布罗意波 学案〖学习目标〗1、知道什么是德布罗意波，了解德布罗意波长与实物粒子的动量的关系；2、知道实物粒子和光子一样具有波粒二象性；3、了解不确定性关系.〖学习难点〗对德布罗意波的理解〖自主学习〗一、德布罗意波假说及实验验证1、德布罗意波任何一个实物粒子都和一个 相对应，这种与实物粒子相联系的波称为德布罗意波，也叫做 。
2、物质波的波长、频率关系式：λ= 和v=3、实验验证：1927年带戴维孙和汤姆生分别利用晶体做了 的实验，得到了电子的 ，证实了电子的波动性。
二、不确定性关系以△x 表示微观粒子位置的 ，以△p 表示微观粒子 的不确定性，那么△x △p ≥h/4π，式中h 式普朗克常量。
【重难点阐释】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）德布罗意(due de Broglie, 1892-1960)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。
粤教版高二物理选修3-5讲学案设计：2.5-德布罗意波(无答案)
２.5 德布罗意波讲学案高二级班姓名座号周次星期一、学习目标:1、知道什么是德布罗意波，了解德布罗意波长与实物粒子的动量的关系；2、知道实物粒子和光子一样具有波粒二象性；二、复习检测:１．人类对光的本性的认识经历了曲折的过程．下列关于光的本性的陈述不符合科学规律或历史事实的是()A．牛顿的“微粒说”与爱因斯坦的“光子说”本质上是一样的B．光的双缝干涉实验显示了光具有波动性C．麦克斯韦预言了光是一种电磁波2．(多选)在验证光的波粒二象性的实验中，下列说法正确的是()A．使光子一个一个地通过狭缝，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．光子通过狭缝的运动路线是直线D．光的波动性是大量光子产生的效果D．光具有波粒二象性三、新课教学知识点一：德布罗意波假说1、德布罗意波任何一个实物粒子都和一个相对应，这种与实物粒子相联系的波称为德布罗意波，也叫做。
2、物质波的波长、频率关系式：λ= 和v=3、实验验证：1927年带戴维孙和汤姆生分别利用晶体做了的实验，得到了电子的，证实了电子的波动性。
典题：1．下列说法中正确的是()A．质量大的物体，其德布罗意波长短B．速度大的物体，其德布罗意波长短C．动量大的物体，其德布罗意波长短D．动能大的物体，其德布罗意波长短知识点二：不确定性关系以△x表示微观粒子位置的，以△p表示微观粒子的不确定性，那么△x△p ≥h/4π，式中h式普朗克常量。
典题：２．关于不确定性关系△x△p≥h/4π有以下几种理解，正确的是（）A 微观粒子的动量不可确定B微观粒子的位置不可确定C微观粒子的动量和位置不可同时确定D不确定关系不仅适用于电子和光子等微观粒子，也适用于宏观物体四、巩固练习１．电子的运动受波动性的支配，对氢原子的核外电子，下列说法错误的是()A．电子绕核运动的“轨道”其实是没有意义的B．电子轨道只不过是电子出现的概率比较大的位置C．电子绕核运动时，电子边运动边振动２．(多选)关于物质波，下列认识错误的是()A．任何运动的物体(质点)都伴随一种波，这种波叫做物质波B．X射线的衍射实验，证实了物质波假设是正确的C．电子的衍射实验，证实了物质波假设是正确的D．宏观物体尽管可以看作为物质波，但它们不具有干涉、衍射等现象D．电子在核外的位置是不确定的2．下列说法正确的是()A．物质波属于机械波B．只有像电子、质子、中子这样的微观粒子才具有波动性C．德布罗意认为，任何一个运动着的物体，都具有一种波和它对应，这种波叫做物质波D．宏观物体运动时，看不到它的衍射或干涉现象，所以宏观物体运动时不具有波动性五、课堂小结（1）解题思路：由不确定性关系△x△p≥h/4π求出的不确定关系，再由计算出的不确定性关系；（2）普朗克常量是一个很小的量，对宏观物体来说，这种不确定性关系可以，故宏观物体的位置和动量可以确定。
德布罗意波-粤教版选修3-5教案
德布罗意波-粤教版选修3-5教案知识点概述德布罗意波是关于物质波的存在性及其与物质粒子的运动状态之间的关系的一种微观物理学说。
在学习这一知识点时，我们需要掌握以下几个方面的知识：•物质波的定义和产生方式•德布罗意波长的计算方法•粒子波动性实验装置及操作过程•德布罗意波的实验结果及其对量子力学的影响教学目标通过本节课的学习，学生应该掌握以下目标：1.了解物质波的概念和产生方式，并能以生活中的例子说明；2.掌握德布罗意波的定义和计算方法，能够应用到实际中；3.理解粒子波动性实验的装置和操作过程，能够解释实验结果；4.理解德布罗意波对量子力学的影响，了解其在科学研究中的重要作用。
教学过程1. 导入通过生活中的例子，引导学生了解物质波的概念和产生方式，并与声波、电磁波等进行对比。
2. 讲解德布罗意波1.德布罗意波的定义–德布罗意假设在运动物体周围存在一种波动，称为德布罗意波；–德布罗意波的波长与物体的动量有关系。
2.德布罗意波长的计算方法–波长公式：λ = h/p，其中h为普朗克常数，p为粒子的动量；–单位：λ的单位是米（m），p的单位是千克·米/秒（kg·m/s）。
3. 粒子波动性实验1.实验装置和操作过程–双缝干涉实验（Young实验）；–实验装置：光源、狭缝、双缝、光屏；–操作过程：调节光源位置、狭缝、双缝距离等，观察在光屏上的干涉条纹。
2.实验结果–实验结果表明：粒子也具有波动性；–粒子的波动性与其动量有关系。
4. 德布罗意波的实验结果及对量子力学的影响1.实验结果–实验结果证明了德布罗意波和量子力学的正确性；–实验结果表明：粒子具有波粒二象性。
2.对量子力学的影响–德布罗意波和其产生的波粒二象性是量子力学的重要基础；–德布罗意波的理论也被应用到分子、原子等微观粒子的研究中。
5. 总结回顾本节课所学内容，总结物质波、德布罗意波和粒子波动性实验的关系及其对量子力学的影响。
自主学习任务1.查阅相关资料，了解德布罗意波的应用。
粤教版高中物理选修3-5课件 德布罗意波课件4
象中，设有粒子通过狭缝后落在屏上，狭缝宽度为 a(用坐标表示为
Δx)，那么某个粒子通过狭缝时位于缝中的哪一点是不确定的，不确定
本 的范围为 Δx；由于微观粒子具有波动性，经过狭缝后会发生衍射，有
学 些粒子会偏离原来的运动方向跑到了投影位置以外的地方，这就意味
案
栏 着粒子有了与原来运动方向垂直的动量(位于与原运动方向垂直的平
体运动时不具有波动性
开 关
解析 物质波是一切运动着的物体所具有的波，与机械波性质
不同，宏观物体也具有波动性，只是干涉、衍射现象不明显，
故只有选项 C 正确．
自我检测区
学案5
3．(单选)关于物质的波粒二象性，下列说法中不正确的是( D )
A．不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒
二象性
B．运动的微观粒子与光子一样，当它们通过一个小孔时，
学案5
学案 5 德布罗意波
[学习目标定位]
本 学
1.了解物质波的概念，知道实物粒子具有波粒二象性.
案 栏
2.了解电子衍射实验及对德布罗意波假说的证明.
目 开
3.了解什么是电子云，知道物质波也是一种概率波.
关 4.了解不确定性关系及对一些现象的解释．
知识储备区
学案5
本 1．光既具有波动性，又具有粒子性，既光具有_波__粒__二___象__性__．
本
都没有特定的运动轨道
学 案
C．波动性和粒子性，在宏观现象中是矛盾的、对立的，但
栏 目
在微观高速运动的现象中是统一的
开 关
D．实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性 解析 光具有波粒二象性是微观世界具有的特殊规律，大量光
子运动的规律表现出光的波动性，而单个光子的运动表现出光
高中物理第二章波粒二象性第五节德布罗意波学案粤教版选修3-5
第五节德布罗意波1。
知道实物粒子具有波动性．2。
通过对实物波实验内容的学习，感受实验探究这一重要方法．3．初步了解不确定性关系的内容，感受数学工具在物理学发展过程中的作用．一、德布罗意波假说1．德布罗意波:任何一个实物粒子都和一个波相对应．这种波称为德布罗意波，也称为物质波．2．物质波的波长与其动量之间的关系式粒子的动量p与波长λ之间的关系为λ＝错误!．1．射击运动员射击时会因为子弹的波动性而“失准”吗？为什么？根据现实情况下子弹质量、速度大小所对应的德布罗意波长来做定性说明．提示:不会．因为宏观的子弹质量、速度大,动量大，德布罗意波长非常小．二、电子衍射1．物质波的实验验证：1927年戴维孙和汤姆生分别利用晶体做了衍射实验，得到了电子的衍射图样，证明了德布罗意波的假说．2．实物粒子的波粒二象性：波粒二象性是包括光子在内的一切微观粒子的共同特征，和光子一样，对微观粒子运动状态的最准确的描述是概率波．三、电子云当原子处于稳定状态时，电子会形成一个稳定的概率分布，人们常用一些小圆点来表示这种概率分布,概率大的地方小圆点密一些，概率小的地方小圆点疏一些，这样的概率分布图称为电子云．四、不确定性关系1．不确定性关系：用Δx表示微观粒子位置的不确定性,用Δp表示微观粒子在x方向上的动量的不确定性，那么ΔxΔp≥错误!，式中h是普朗克常量．2．意义：微观粒子的波粒二象性及不确定性关系,在本质上是一致的．它们都导致了一个共同的结果:微观粒子运动的状态，不能像宏观物体的运动那样通过确定的轨迹来描述,而是只能通过概率波作统计性的描述．2．“在微观物理学中，由于我们不可能同时准确地知道某个粒子的位置和动量，粒子出现的位置是无规律可循的．"你认为呢？提示：虽然我们不可能同时准确地知道某个粒子的位置和动量,但粒子的运动却有规律可循,那就是统计规律,比如，衍射的亮斑位置就是粒子出现概率大的位置．理解德布罗意波1．德布罗意认为：任何一个运动的物体，小的如电子、质子,大的如行星、太阳，平时所见到的行驶的火车、流动的人群等，都有一种波与之对应，称为德布罗意波，也叫物质波．物质波的动量与波长之间的关系为p＝错误!.2．德布罗意波和光波一样，也是概率波，即实物粒子在空间各处出现的概率受波动规律支配．微观粒子的运动状态不可能用“轨迹"来描述，只能通过大量粒子的运动作统计性的描述．因此电子在原子内没有确定的位置，在原子核外任何地方都有可能出现，只是概率不同．用点的疏密描绘出来就是电子云．3．根据德布罗意波假说,实物粒子也具有波粒二象性，宏观物体的动量比较大，所以德布罗意波波长很短,波动性不明显．微观粒子的德布罗意波波长较长，在一些特定环境下可以观察到他们的干涉和衍射等波的现象．电子的衍射等现象证明电子具有波动性，也为德布罗意假设提供了实验依据．电子的波动性和粒子性是统一的,并不是相互矛盾．如果一个中子和一个质量为10 g的子弹都以103 m/s的速度运动，则它们的德布罗意波的波长分别是多长?（中子的质量为1。
4.4德布罗意波教学设计-2023-2024学年高二下学期物理粤教版(2019)选择性必修第三册
引导学生思考这些案例对实际生活或学习的影响，以及如何应用德布罗意波解决实际问题。
4.学生小组讨论（10分钟）
目标：培养学生的合作能力和解决问题的能力。
பைடு நூலகம்过程：
将学生分成若干小组，每组选择一个与德布罗意波相关的主题进行深入讨论。
目标：让学生了解德布罗意波的基本概念、组成部分和原理。
过程：
讲解德布罗意波的定义，包括其主要组成元素或结构。
详细介绍德布罗意波的组成部分或功能，使用图表或示意图帮助学生理解。
3.德布罗意波案例分析（20分钟）
目标：通过具体案例，让学生深入了解德布罗意波的特性和重要性。
过程：
选择几个典型的德布罗意波案例进行分析。
核心素养目标
本节课的核心素养目标为：
1.理解能力：使学生能够理解德布罗意波的概念、数学表达式及其物理意义，理解德布罗意波与经典波的区别。
2.科学思维：培养学生运用物质波理论分析问题的能力，使其能够将理论知识应用到实际问题中。
3.创新精神：激发学生对德布罗意波及相关领域的探索兴趣，鼓励学生敢于提出新观点，进行创新性思考。
本节课的教学内容来自于2019版粤教版物理选择性必修第三册第四章第四节“德布罗意波”。该章节主要内容包括：
1.德布罗意波的概念及其数学表达式。
2.物质波理论的基本原理及其物理意义。
3.德布罗意波与经典波的异同点。
4.德布罗意波在现代物理中的应用，如量子力学、固体物理等领域。
教学重点是让学生理解并掌握德布罗意波的概念、数学表达式及其物理意义。教学难点是让学生理解德布罗意波与经典波的区别以及在现代物理中的应用。
4.设计题：
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德 布 罗 意 波
教学目标
1． 知识和技能
（1） 知道实物粒子和光子一样具有波动性。
（2） 知道德布罗意波长和粒子动量的关系。
（3） 知道电子云的概念。
（4） 初步了解不确定性关系。
2． 过程和方法
（1） 通过电子衍射的实验，了解实物粒子也具有波动性。
（2） 通过讨论与交流，认识到无法观察宏观物体的波动性的原因。
3． 情感、态度和价值观
通过德布罗意波假说的提出，体会科学假说在物理学理论研究、发展中的作用，学
习科学假说的思想方法，培养创新精神。
一、 教学重点：德布罗意波长和粒子动量的关系，电子云的概念。
二、 教学难点：对于实物粒子具有波动性的理解，了解不确定性关系。
三、 课时安排：1课时
五、教学过程
（一) 德布罗意波假说
1. 问题引入
光的干涉和衍射实验表明光具有波动性,光电效应和康普顿效应则表明光具有波动性,即光具有波粒二象性.那么光的波粒二象性是否可以推广到一切微观粒子上,即一切实物粒子是否都具有波粒二象性呢?
2. 假说内容
(1) 任何一个实物粒子都和一个波相对应,这种波称为实物波.
第一个表达出这种想法的是法国物理学家德布罗意,因此这种波也被称为德布罗意波.
(2) 德布罗意波长与其动量之间的关系为 λ=p
h 式中λ是德波罗意波长,p 是相应的实物粒子的动量,h 是普朗克常量.
3. 假说是在没有任何实验依据的情况的下提出来的,体现了德布罗意独特的思维和过人的胆识.先大胆假设再
想办法用实验证明也是一种重要的科学研究的方法.
(二) 假说的证明----电子衍射
已知电子质量 m = 9.1× 10-31kg 假设电子速度v = 4.0×106m/s
则 λ=p h =63110
0.4101.9341063.6⨯⨯⨯-⨯- = 1.82×10-10 m 晶体内部的原子(离子或分子)在每一层晶面上构成一定形状的网格,每一网格相当于一个数量极为10-10
m 的小孔.所以德不罗意预言:电子束在晶体上反射可能会发生衍射.
1927年美国工程师戴维孙用低速电子获得了电子束在晶体上的衍射图样.同年,英国物理学家汤姆生用高速电子也获得了电子的衍射图样.
这两个实验得出的结果,完全证实了电子波的存在.电子衍射的发现证明了德不罗意波假说,德步罗意因此获得了1929年的诺贝尔物理学奖.
1. 电子不仅会发生衍射,还会发生干涉.由此可见,实物粒子的确具有波动性.
2. 实验证明,不仅仅是电子,其他一切微观粒子也都具有波动性.也就是说波粒二象性是包括光子在内的一切
微观粒子的共同特征.和光子一样,对微观粒子的运动状态的最准确的描述是概率波.
（三）电子云
1．电子云是描述电子在空间各点出现概率大小时的一种形象化的图示，并不代表电子的位置。
用小圆点来表示这种概率分布，概率大的地方小圆点密一些，概率小的地方小圆点疏一些。
2．量子描述只能给出微观粒子在空间各点出现的概率分布，无法给出微观粒子运动的轨道。
因此，在讨论微观
粒子的运动时，轨迹的概念变的毫无意义了。
（四）不确定性关系
不确定性关系是海森伯1926年提出的。
其物理意义为动量p 和位置x 的测量值不可能同时准确获得，一个测量越精确，另一个不确定性就越大。
如果用Δx 表示微观粒子位置的不确定性，用Δp 表示微观粒子动量的不确定性，则有：
Δx Δp = π
4h ( h 为普朗克常量 ) 上式称为微观粒子的不确定性关系。
它意味着微观粒子的坐标和动量不可能同时完全精确地确定。
（五）讨论于交流
1．子弹具有波动性吗？
已知 m =10g v = 200m/s 让一束这样的子弹打在靶子上，是否会出现干涉或衍射？
λ = p h = 200
10101063.6334⨯⨯⨯--m = 3.32×10-34m 由于波长太短，波动性不明显，概率的差别不能观察到。
2．宏观物体的位置与动量之间也存在不确定性关系吗？ Δx Δp≥
π4h 应用到一个宏观物体上，是否还有意义？为什么？。