《崭新的一页：粒子的波动性》教学设计

　　一、教学目标

 

　　1．知识与技能

 

　　（1）知道光、实物粒子具有波粒二象性；

 

　　（2）知道德布罗意假说的内容，公式表达；

 

　　（3）了解物质波的验证过程。

 

　　2．过程与方法

 

　　（1）沿着物理学家的研究过程展开教学，尽量再现物理学家的思想和研究方法。

 

　　（2）通过“小练习”对比，进而理解宏观物体的波动性不明显，并找到验证物质波的方法

 

　　3．情感态度与价值观

 

　　（1）感受人类对光认识的美好、曲折过程，欣赏物理学的对称美，体会蕴含的哲学思想。

 

　　（2）从科学家的工作中感悟科学探究：如何向固有观念挑战，提出大胆猜想和假说，如何寻找有效的方法加以验证……。

 

　　（3）培养学生的科学文化素质──科学方法、科学意识、科学精神。

 

　　二、复习回顾（引入新课）

 

　　1．人类对光的认识──一部科学史诗

 

 

　　2．──粒子性、波动性之间的桥梁

 

 

　　四、进行新课

 

　　1．德布罗意的总结──承上启下

 

　　19世纪以来，光学上注重波动方面的研究，忽视了粒子方面的研究；而实物粒子的研究上，是否发生了相反的错误？

 

　　师：“相反的错误”指什么？

 

　　生：实物粒子的研究只注重了粒子性，而忽视了波动性。

 

　　2．（自学）德布罗意假说──科学的狂想曲，回答问题：

 

　　（1）德布罗意假说的内容？

 

　　实物粒子也具有波动性；每一个运动的粒子都与一种波对应。

 

　　（2）物质波的概念？

 

　　与实物粒子相联系的波──德布罗意波。

 

　　（3）物质波的频率、波长公式？

 

　　，

 

　　3．物质波的验证

 

　　师：如何验证德布罗意假说？

 

　　生：如果能观察到实物粒子的干涉、衍射现象，得以验证。

 

　　师：发生明显衍射的条件？

 

　　生：障碍物或小孔的尺寸跟波长差不多，或者比波长还要小。

 

　　4．练习巩固，

 

　　（1）计算：一个质量为0．01kg，速度为300m/s的子弹，对应的德布罗意波长？

 

　　解析：

 

　　问题：为什么不易观察到宏观物体的波动性？

 

　　（2）计算：一个原来静止的电子，经过100v的电压加速后，对应的德布罗意波长？

 

　　解析：，，

 

　　问题：分子直径的数量级？（）

 

　　师点拨：电子的德布罗意波长与分子直径相当，电子束照到晶体上，两晶格的狭缝可使电子发生明显的衍射。1927年戴维孙和G．P．汤姆孙分别利用晶体做了电子束衍射的实验，证实了电子的波动性。

 

　　5．学生看书了解这一历史过程，并观察电子束的衍射图样。