2019-2020年高中物理 《實物是粒子還是波》教案 滬科版選修3-5.doc
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2019-2020年高中物理 《實物是粒子還是波》教案 滬科版選修3-5 【教學(xué)目標(biāo)】 【知識與技能】 (1)知道實物粒子和光子一樣具有波粒二象性; (2)了解德布羅意波長和粒子動量關(guān)系; (3)了解電子衍射與物質(zhì)波及量子力學(xué); (4)了解不確定關(guān)系的概念和相關(guān)計算; 【過程與方法】 (1)了解物理真知形成的歷史過程; (2)了解物理學(xué)研究的基礎(chǔ)是實驗事實以及實驗對于物理研究的重要性; (3)知道某一物質(zhì)在不同環(huán)境下所表現(xiàn)的不同規(guī)律特性。 【情感、態(tài)度與價值觀】 (1)使學(xué)生了解科學(xué)真知的得到并非一蹴而就,需要經(jīng)過一個較長的歷史發(fā)展過程,人類的認(rèn)識不斷得到糾正、修正或完善; (2)了解電子衍射實驗,體驗科學(xué)假設(shè)對實踐的指導(dǎo)意義; (3)體驗和理解量子力學(xué)是新的物理模型與數(shù)學(xué)的結(jié)合的產(chǎn)物。 【教學(xué)重點】 實物粒子和光子一樣具有波粒二象性,德布羅意波長和粒子動量關(guān)系。 【教學(xué)難點】 對實物粒子的波動性的理解。 【教學(xué)方法】 學(xué)生閱讀-討論交流-教師講解 【教學(xué)過程】 引入新課 光的波粒二象性理論告訴我們:光是電磁波,同時又是光子。 這表明場與實物并非涇渭分明。 法國物理學(xué)家德布羅意從相反的思路思考,在1923年為自己提出了這樣的課題:電子、質(zhì)子、中子,甚至原子等實物粒子是否也具有波動性呢?他進(jìn)行了大膽的聯(lián)想和推測。 德布羅意波 1、學(xué)生閱讀教材P.40 了解德布羅意當(dāng)時是怎樣思考的,了解德布羅意提出的新觀點; 指導(dǎo)學(xué)生明確德布羅意提出的假設(shè)的內(nèi)容,建立德布羅意波的概念,了解德布羅意波長和粒子動量關(guān)系。 2、隨堂練習(xí)與思考 教材P.41案例: 先指導(dǎo)學(xué)生思考與解答,然后看書閱讀例題解答。 3、德布羅意波的波長特點以及德布羅意的預(yù)言 通過案例分析可以看出,電子的德布羅意波長數(shù)量級在10-10m。要觀察到電子的衍射現(xiàn)象,目前實驗室中普通的狹縫的寬度(10-4m)還是太寬了,因此用這樣的狹縫去觀察電子的衍射現(xiàn)象,我們無法看到電子的明顯的衍射現(xiàn)象。 如果要觀測到足球的波動性,那么所有狹縫寬度的數(shù)量級應(yīng)該小到10-23m,這顯然我們無能為力,甚至覺得有些荒謬。 但微觀粒子的質(zhì)量和動量都很小,其德布羅意波長要比足球長得多。 所以德布羅意在1923年就預(yù)言:電子束從很小的孔穿過能夠呈現(xiàn)出衍射現(xiàn)象。 實驗事故導(dǎo)致的重大發(fā)現(xiàn) 指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材:P.42 1、美國物理學(xué)家戴維孫1925年研究電子散射時的發(fā)現(xiàn); 2、英國物理學(xué)家湯姆生1927年完成了電子的衍射實驗,并且根據(jù)衍射測出的波長與德布羅意波理論計算的波長相吻合。 他們的實驗令人信服的證明了德布羅意理論,他們分享了1937年的諾貝爾物理學(xué)獎。 物質(zhì)波,又一種概率波 指導(dǎo)學(xué)生閱讀理解 1、物質(zhì)波與光波一樣,也是概率波。 2、圖片:電子衍射圖樣、中子衍射圖樣。 3、德布羅意波的統(tǒng)計解釋: 1926年,德國物理學(xué)玻恩 (Born , 1882--1972) 提出了概率波,認(rèn)為個別微觀粒子在何處出現(xiàn)有一定的偶然性,但是大量粒子在空間何處出現(xiàn)的空間分布卻服從一定的統(tǒng)計規(guī)律。“亮紋”處是電子出現(xiàn)概率大的地方,“暗紋”處是電子出現(xiàn)概率小的地方。 4、量子力學(xué)在這一時期應(yīng)運(yùn)而生: 了解薛定諤和海森伯提出的波動力學(xué)和矩陣力學(xué)。 不確定關(guān)系 指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材:P.43 1、 了解測不準(zhǔn)關(guān)系的含義; n n 它表明:對粒子的位置和動量進(jìn)行測量時,精確度存在一個基本極限。不可能同時準(zhǔn)確地粒子的位置和動量。 2、 了解經(jīng)典力學(xué)中的“軌道”與量子力學(xué)中的“電子云” 【課后作業(yè)】 1、 閱讀:教材資源 《“滿紙荒唐言”的機(jī)遇》 《原子請你排好隊》 2、 思考、討論與練習(xí):- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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