人教版高中物理選修粒子的波動性

粒子的波動性粒子的波動性教學(xué)目標(biāo)通過實驗分析，了解光的波粒二象性的內(nèi)容，感受微觀粒子運動的復(fù)雜性知道實物粒子具有波動性，領(lǐng)會對稱性的研究方法，感悟科學(xué)家的探求精神通過對物質(zhì)波的實驗驗證內(nèi)容的學(xué)習(xí)，感受實驗研究這一重要的研究方法通過對科學(xué)漫步的閱讀，感受科學(xué)的成就推動了技術(shù)的進(jìn)步教學(xué)目標(biāo)通過實驗分析，了解光的波粒二象性的內(nèi)容，感受微觀粒子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)系實物粒子的波動性的解釋教學(xué)重點教學(xué)難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)系光學(xué)發(fā)展史T/年波

動

性粒

子

性光學(xué)發(fā)展史T/年波

動

性粒

子

性知道經(jīng)典理論中波與粒子的區(qū)別

知道光具有波粒二象性

知道波長長的光表現(xiàn)出的波動性更強(qiáng)，波長短的光表現(xiàn)出的粒子性更強(qiáng)光的波粒二象性知道經(jīng)典理論中波與粒子的區(qū)別

知道光具有波粒二象性

知道波長光的波粒二象性光既具有粒子性，又具有波動性光的性質(zhì)實驗事實

波動性描述的物理量粒子性光的干涉光的衍射光電效應(yīng)康普頓效應(yīng)光的波粒二象性光既具有粒子性，又具有波動性光的性質(zhì)實驗事實

光的波粒二象性（具有能量）（具有動量）（具有頻率）（具有波長）光子的能量光子的能量h架起了粒子性與波動性之間的橋梁P光的波粒二象性（具有能量）（具有動量）（具有頻率）（具有波長光（波）具有粒子性，實物粒子具有波動性嗎？整個世紀(jì)以來（指19世紀(jì)）在光學(xué)中比起波動的研究方法來，如果說是過于忽視了粒子的研究方法的話，那么在實物的理論中，是否發(fā)生了相反的錯誤呢？是不是我們把粒子的圖象想得太多，而過分忽略了波的圖象呢？德布羅意人教版高中物理選修粒子的波動性人教版高中物理選修粒子的波動性光（波）具有粒子性，實物粒子具有波動性嗎？整個世紀(jì)以來（指1德布羅意自然界的對稱性實物粒子也應(yīng)具有波動性人教版高中物理選修粒子的波動性人教版高中物理選修粒子的波動性德布羅意自然界的對稱性實物粒子也應(yīng)具有波動性人教版高中物理選知道德布羅意波

知道德布羅意波的波長公式

知道實物粒子也具有波粒二象性

知道電子顯微鏡分辨率高粒子的波動性人教版高中物理選修粒子的波動性人教版高中物理選修粒子的波動性知道德布羅意波

知道德布羅意波的波長公式

知道實物粒子也具粒子的波動性光子的能量和動量一個能量為E、動量為p的實物粒子同時具有波動性，它的波長

、頻率

和E、p的關(guān)系與光子一樣：

德布羅意波長與粒子相聯(lián)系的波稱為物質(zhì)波

實物粒子既具有粒子性，也具有波動性二者通過h來聯(lián)系德布羅意人教版高中物理選修粒子的波動性人教版高中物理選修粒子的波動性粒子的波動性光子的能量和動量一個能量為E、動量為p的實物粒子在

時（物體的質(zhì)量為靜止質(zhì)量）粒子的波動性注意：對實物粒子，v是指粒子的速度（群速）故不存在

的關(guān)系人教版高中物理選修粒子的波動性人教版高中物理選修粒子的波動性在

時（物體的質(zhì)量為靜止質(zhì)量）粒子的波動由于德布羅意博士論文獨創(chuàng)性，得到了答辯委員會的高度評價，但是人們總覺得他的想法過于玄妙，無法接受。于是，有人質(zhì)問：有什么可以驗證這一新的觀念？如果你是德布羅意，將如何驗證自己的觀點？①如果實物粒子具有波動性，就應(yīng)該能夠發(fā)生干涉或者衍射現(xiàn)象②要觀察到明顯衍射現(xiàn)象，則孔和縫的尺寸應(yīng)與波長相當(dāng)或者更小

物質(zhì)波的實驗驗證人教版高中物理選修粒子的波動性人教版高中物理選修粒子的波動性由于德布羅意博士論文獨創(chuàng)性，得到了答辯委員會的高度評價，但是電子的德布羅意波長物質(zhì)波的實驗驗證可獲得電子在不同電壓下的波長加速電勢差為U，則與x射線的波長相當(dāng)人教版高中物理選修粒子的波動性人教版高中物理選修粒子的波動性電子的德布羅意波長物質(zhì)波的實驗驗證可獲得電子在不同電壓下的波物質(zhì)波的實驗驗證X射線照在晶體上可以產(chǎn)生衍射若電子具有波動性的理論成立，那么電子打在晶體上應(yīng)也能觀察到衍射現(xiàn)象。X射線衍射圖樣人教版高中物理選修粒子的波動性人教版高中物理選修粒子的波動性物質(zhì)波的實驗驗證X射線照在晶體上可以產(chǎn)生衍射若電子具有波動性物質(zhì)波的實驗驗證1927年，戴維孫和G.P.湯姆孫分別獨立完成了電子衍射實驗a.波長為0.71nm的X射線通過鋁箔所得到的衍射環(huán)b.波長為0.05nm的電子束通過鋁箔所得到的衍射環(huán)c.中子通過鋁箔所得到的衍射環(huán)1929年，德布羅意獲得諾貝爾物理學(xué)獎1937年G.P.湯姆孫和C.J.戴維孫獲得諾貝爾物理學(xué)獎此后，人們相繼證實了原子、分子、中子等都具有波動性G.P.湯姆孫戴維孫人教版高中物理選修粒子的波動性人教版高中物理選修粒子的波動性物質(zhì)波的實驗驗證1927年，戴維孫和G.P.湯姆孫分別獨立完物質(zhì)波的實驗驗證電子雙縫實驗1961年瓊森（ClausJonsson）將一束電子加速到50Kev，讓其通過一縫寬為

，間隔為

的雙縫,當(dāng)電子撞擊熒光屏?xí)r,發(fā)現(xiàn)了類似于雙縫衍射實驗結(jié)果.大量電子一次性的行為人教版高中物理選修粒子的波動性人教版高中物理選修粒子的波動性物質(zhì)波的實驗驗證電子雙縫實驗1961年瓊森（ClausJo物質(zhì)波的應(yīng)用利用可見光工作的光學(xué)顯微鏡，由于衍射現(xiàn)象的限制，其分辨本領(lǐng)不能無限提高。而現(xiàn)代科技中常常用到的電子顯微鏡，其分辨本領(lǐng)可以達(dá)到0.2nm，能夠看到蛋白質(zhì)分子和金屬的晶體結(jié)構(gòu)。電子顯微鏡的原理便是，電子束也是一種波，當(dāng)把它加速時，其德布羅意波長比可見光的波長短的多，衍射現(xiàn)象的影響非常小，從而可以達(dá)到較高的分辨率。電子顯微鏡人教版高中物理選修粒子的波動性人教版高中物理選修粒子的波動性物質(zhì)波的應(yīng)用利用可見光工作的光學(xué)顯微鏡，由于衍射現(xiàn)象的限制，電子顯微鏡的成像原理是，讓電子束打在熒光板上來觀察顯微圖像。物質(zhì)波的應(yīng)用電子顯微鏡下的生命電子顯微鏡下的蟲螨人教版高中物理選修粒子的波動性人教版高中物理選修粒子的波動性電子顯微鏡的成像原理是，讓電子束打在熒光板上來觀察顯微圖像。我們根據(jù)什么說光具有波粒二象性光的干涉和衍射說明光具有波動性，光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)說明光具有粒子性，因此我們說光具有波粒二象性問題與練習(xí)人教版高中物理選修粒子的波動性人教版高中物理選修粒子的波動性我們根據(jù)什么說光具有波粒二象性光的干涉和衍射說明光具有波動性一個電子核一個質(zhì)子具有同樣的動能時，它們的德布羅意波長哪個大？電子的德布羅意波長大。

問題與練習(xí)因為由

，動能相同時，電子質(zhì)量小，其動量就小；

又由

知，動量小，德布羅意波長大。

因此當(dāng)具有同樣的動能時，電子比質(zhì)子的德布羅意波長大人教版高中物理選修粒子的波動性人教版高中物理選修粒子的波動性一個電子核一個質(zhì)子具有同樣的動能時，它們的德布羅意波長哪個大射擊