第四節(jié)物質(zhì)波3

1、總課時(shí) 課 題§21-4 物質(zhì)波§215*測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系課時(shí)21-教學(xué)目標(biāo)一、知識(shí)目標(biāo)1、知道實(shí)物粒子和光子一樣具有波粒二象性2、知道德布羅意波長(zhǎng)和粒子動(dòng)量之間的關(guān)系3、了解牛頓力學(xué)的局限性*4、知道在微觀世界里，不可能同時(shí)準(zhǔn)確測(cè)量粒子的位置和動(dòng)量二、能力目標(biāo)1、三、德育目標(biāo)教學(xué)重點(diǎn)知道波粒二象性是所有事物的共性知道德布羅意波長(zhǎng)和粒子動(dòng)量之間的關(guān)系教學(xué)難點(diǎn)實(shí)物粒子具有波動(dòng)性教學(xué)方法教 具多媒體教 學(xué) 過(guò) 程教學(xué)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)意圖復(fù)習(xí)引入復(fù)習(xí)提問(wèn)1：什么是光的波粒二象性？學(xué)生：答問(wèn)復(fù)習(xí)提問(wèn)2：光的波動(dòng)性和粒子性是怎樣統(tǒng)一的？學(xué)生：光子在空間各點(diǎn)出現(xiàn)的概率可以用波動(dòng)的規(guī)律來(lái)描述光是一種概

2、率波。復(fù)習(xí)提問(wèn)3：紅光和紫光比較，誰(shuí)的波動(dòng)性強(qiáng)，誰(shuí)的粒子性強(qiáng)？學(xué)生：紅光波動(dòng)性強(qiáng)，紫光粒子性強(qiáng)。引入新課：既然光作為一種電磁波具有粒子性，那么，機(jī)械波會(huì)不會(huì)也具有粒子性？紅光具有較弱的粒子性，紅外線是不是也具有更弱的粒子性？紫光具有較弱的波動(dòng)性，紫外線、X射線是不是也具有更弱的波動(dòng)性？射線、射線和射線是不是也或多或少地具有一定的波動(dòng)性？§21-4 物質(zhì)波閱讀課文物質(zhì)波回答下列問(wèn)題：（810分鐘）教 學(xué) 過(guò) 程教學(xué)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)意圖A、物理學(xué)中物質(zhì)分為哪兩類？B、什么是物質(zhì)波？為什么又叫德布羅意波？只有微觀粒子有德布羅意波嗎？C、物質(zhì)的德布羅意波長(zhǎng)如何計(jì)算？D、什么實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了德布羅意的這個(gè)假

3、設(shè)？1、物理學(xué)把物質(zhì)分為兩大類，一類是質(zhì)子、電子等，稱做實(shí)物，另一類是電場(chǎng)、磁場(chǎng)等，統(tǒng)稱場(chǎng)光是傳播著的電磁場(chǎng)既然光具有粒子性，那么，質(zhì)子、電子，以至原子、分子等實(shí)物粒子是否會(huì)在一定條件下表現(xiàn)出波動(dòng)性？1924年，德國(guó)物理學(xué)家德布羅意大膽地作出了肯定的回答，他認(rèn)為所有的實(shí)物都具有波動(dòng)性，人們把它稱為物質(zhì)波，也叫德布羅意波。2、 實(shí)物粒子同時(shí)具有波動(dòng)性（二象性），這種波稱為物質(zhì)波，也叫德布羅意波。德布羅意同時(shí)給出如下關(guān)系式：3、德布羅意波波長(zhǎng) ：德布羅意波波長(zhǎng)； p：運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)量；h：普朗克常量例題：某電視顯像管中電子的運(yùn)動(dòng)速度是4.0×107ms；質(zhì)量為10g的一顆子彈的運(yùn)動(dòng)速度是2

4、00ms分別計(jì)算它們的德布羅意波長(zhǎng)解  電子和子彈的動(dòng)量分別是 和 ，因此它們的德布羅意波長(zhǎng) e和 b分別是 教 學(xué) 過(guò) 程教學(xué)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)意圖我們?yōu)槭裁从^察不到宏觀物體的波動(dòng)性呢？經(jīng)過(guò)計(jì)算，宏觀物體的波長(zhǎng)比微觀粒子的波長(zhǎng)小得多，這在生活中很難找到能發(fā)生衍射的障礙物，所以我們并不認(rèn)為微觀它具有波動(dòng)性，作為微觀粒子的電子，其德布羅意波波長(zhǎng)為1010m數(shù)量級(jí)，找與之相匹配的障礙物也非易事。美國(guó)的兩位科學(xué)家巧妙地相到利用晶格擔(dān)此角色，并成功地觀察到了衍射圖樣，從而說(shuō)明實(shí)物粒子確有波動(dòng)性。既然實(shí)物粒子具有波動(dòng)性，那么從同一粒子源發(fā)出的粒子經(jīng)雙縫后，也會(huì)形成干涉圖樣。這一現(xiàn)象用牛頓定律是解釋不通的

5、，因?yàn)橐缿T性定律，粒子經(jīng)雙縫后，由于不受外力，應(yīng)沿著直線運(yùn)動(dòng)，最終只能形成兩條“亮線”（參看教材第53頁(yè)圖219），而不能形成干涉圖樣，這與實(shí)際情況不相符的，所以牛頓定律在此已不適用了。4、對(duì)于微觀粒子，牛頓定律已經(jīng)不再適用了。物質(zhì)波和光波一樣，都屬概率波。概率波的實(shí)質(zhì)是指粒子在空間的分布的概率是受波動(dòng)規(guī)律支配的。5、物質(zhì)波也是概率波前文提到，玻爾的原子模型遇到困難的原因之一是采用了“軌道”的概念。實(shí)際上，對(duì)電子而言，它在核外的軌道一說(shuō)是無(wú)意義的。原子處于不同的能量狀態(tài)，是由于電子在個(gè)處出現(xiàn)的概率不同來(lái)決定的。若用疏密不同的點(diǎn)代表在原子核周圍出現(xiàn)的概率，畫出的圖象一樣，稱為電子云。氫原子中的電子云  對(duì)于宏觀質(zhì)點(diǎn)，如果知道它在某一時(shí)刻的位置和速度以及受力情況，就可以應(yīng)用牛頓定律確定質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的軌道，算出它在以后任意時(shí)刻的位置和速度但是，對(duì)電子等微觀粒子，由于不能用確定的坐標(biāo)描述它們?cè)谠又械奈恢茫虼?，電子在原子中運(yùn)動(dòng)的“軌道”這樣的說(shuō)法其實(shí)是沒有意義的我們只能知道電子在原子核附近各點(diǎn)出現(xiàn)概率的大小在不同的狀態(tài)中，例如當(dāng)原子處于不同的能級(jí)時(shí)，