高中粒子的波动性学案教案
17.3粒子的波动性导学案
鹤壁黎阳中学高二物理导学案033编制：李文华 审核：王志刚 2017-4-20 鹤壁黎阳中学高二物理导学案033编制：李文华 审核：王志刚 2017-4-201 2第3节 粒子的波动性【学习目标】1.理解光的波粒二象性2.了解粒子的波动性3.理解物质波的概念,知道物质波的实验验证 【学习重、难点】1.对光的波粒二象性的理解2.对德布罗意波的理解 【学习过程】 [自主感知] 一、复习回顾爱因斯坦光电效应方程： 二、新课预习（一）光的波粒二象性2．光子的能量和动量(1)能量：ε＝；(2)动量：p ＝。
3．意义：能量ε和动量p 是描述物质的性的重要物理量；波长λ和频率ν是描述物质的性的典型物理量。
因此ε＝和p ＝揭示了光的粒子性和波动性之间的密切关系。
架起了粒子性与波动性之间的桥梁。
★光的波粒二象性的理解1、德布罗意波：1924年，法国巴黎大学的德布罗意考虑到和的成功，在博士学位论文中大胆的把光的波粒二象性推广到实物鹤壁黎阳中学高二物理导学案033编制：李文华 审核：王志刚 2017-4-20 鹤壁黎阳中学高二物理导学案033编制：李文华 审核：王志刚 2017-4-203 4粒子，提出假设。
即：任何一种实物粒子都和一个波相联系，这种波被称为德布罗意波，也叫波。
2．物质波的波长和频率：波长公式λ＝，频率公式ν＝。
★对德布罗意波的理解1.任何一个运动的物体,小到电子、质子，大到行星、太阳都具有波动性，波长λ＝h p。
由于宏观物体的波长太小，其波动性不易观察到。
2．物质波是一种概率波，粒子在空间各处出现的概率服从波动规律。
不要以宏观观点中的波来理解德布罗意波。
3．德布罗意假说是光的波粒二象性的推动，实物粒子和光子都既具有粒子性，又具有波动性。
与光子对应的波是电磁波，与实物粒子对应的是物质波。
（三）物质波的实验验证 (1)实验探究思路干涉、衍射是特有的现象，如果实物粒子具有波动性，则在一定条件下，也应该发生或现象。
高中二年级下学期物理《粒子的波动性和量子力学的建立》教学设计
4.5粒子的波动性教学设计一、学科核心素养物理观念：知道德布罗意波，光有波动性和粒子性等基本观点和相关实验证据。
科学思维：掌握光的波粒二象性，理解其对立统一关系；并能应用波粒二象性解释有关现象，提高分析、推理能力。
科学探究：通过学习电子衍射、与干涉的探究，学会观察与讨论，并能得出实验结论，提高动脑能力。
科学态度与责任：学习科学家们探究物质波坚持实事求是的科学态度，激发学习科学的兴趣。
二、教学重难点知道德布罗意波，光有波动性和粒子性等基本观点和相关实验证据三、教学过程通过对双缝干涉、光电效应等一系列问题的研究，人们终于认识到光既有粒子性，又有波动性。
我们已经认识到如电子、质子等实物粒子是具有粒子性的，那么，实物粒子是否也会同时具有波动性呢?1.粒子的波动性德布罗意(De · Broglie)，法国物理学家，1929年诺贝尔物理学奖获得者，波动力学的创始人，量子力学的奠基人之一。
1923年发表了题为“波和粒子”的论文，提出了物质波的概念。
他认为，“整个世纪以来( 指19世纪 ) 在光学中比起波动的研究方法来，如果说是过于忽视了粒子的研究方法的话，那么在实物的理论中，是否发生了相反的错误呢？是不是我们把粒子的图象想得太多，而过分忽略了波的图象呢？”德布罗意提出假设：实物粒子也具有波动性，即每一个运动的粒子都与一个对应的波相联系。
粒子的能量ε和动量p 跟它所对应的波的频率ν和波长λ之间，遵从如下关系：p hh ==λεν,这种与实物粒子相联系的波后来被称为德布罗意波，也叫作物质波。
波长太短，无法观测到子弹等实物的波动性。
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、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。
《粒子的波动性》教学设计
《粒子的波动性》教学设计一、教材分析本节教材涉及物质波概念的建立和物质波的实验检验等知识，突出科学家探索物质波的历程和类比思维方法的运用，是对学生进行科学思维教育的好题材，在教学中要使学生能从科学家的工作中感悟科学探究，特别是科学家如何向固有的观念、认识挑战，提出大胆的猜想和假说，如何寻找有效的方法加以验证。
学生已经学习了光的粒子性和波动性，但是实物粒子同时具有波动性和粒子性学生较难理解，在经典物理学中，物质的波动性和粒子性是互不相容的，二者是两种不同的研究对象，波和粒子这两个概念是互相排斥的，所以实物粒子波动性的理解是教学的难点。
二、教学目标1.通过实验分析，了解光的波粒二象性的内容，感受微观粒子运动的复杂性。
2.知道实物粒子具有波动性，领会对称的研究方法，感悟科学家的探究精神。
3.通过对物质波的实验验证内容的学习，感受实验研究这一重要的研究方法。
4.通过对科学漫步的阅读，感受科学的成就推动了技术的进步。
三、教学过程1.辩证统一——光的波粒二象性围绕如下几个问题展开：问题一：前面我们学习了许多关于光的知识，光到底是什幺？你的依据又是什幺？学生回答后教师归纳：光有波的性质，我们称为光的波动性，光有粒子的性质，我们称为光的粒子性；光既有波动性，又有粒子性，即光具有波粒二象性。
光真可谓“横看成岭侧成峰”！问题二：光的这两种性质有无联系？它们的关系又是怎样？问题三：光是那幺的熟悉，那幺的亲切，可人类对光的认识构成了一部科学史诗，揭开它的庐山真面目，认识它的波动性和粒子性真难！为什幺全面认识光的性质那幺难？教师指出：光有波粒二象性是一种实验事实，但光不是经典意义上的粒子，也不是经典意义上的波，需要借助事实去想象。
光有时表现出波动性，有时表现出粒子性，它们均反映了光的本质的一个侧面。
这在宏观世界看是矛盾的现象，在微观世界，却是统一的，在光身上，我们看到了波动性与粒子性的统一、连续性与间断性的统一。
【设计意图】借助图片展示、结合实验事实的讨论，以及教师的启发性讲述，帮助学生根据事实去想象、理解和把握光的多面性。
17.3《粒子的波动性》学案
瓦房店第四高级中学“442”教学模式学案制作人：管日权集备：管日权纪殿荣 2017年6月三粒子的波动性一、学习目标1.能解释光具有波粒二象性和区分光的波动性和微粒性；2.能说出德布罗意假设的内容和公式表达，能灵活运用λ=h/p；3.能简述德布罗意波的验证过程。
二、学习重难点学习重点：实物粒子和光子一样具有波粒二象性，德布罗意波长和粒子动量关系；学习难点：实物粒子波动性的理解。
三、自主学习过程活动1：温故而知新1.什么是光电效应？怎样解释光电效应？2.光子的能量公式光子的动量公式；3.什么是光子说？爱因斯坦的光电效应方程是什么？活动2：学习光具有波粒二象性；光的本性：光既具有，又具有，即光具有波粒二象性。
光子的能量表示式为，动量表示式为。
能量ε和动量р是描述物质的粒子性的重要物理量；波长λ和频率ⅴ是描述物质的波动性的典型物理量。
可看出普朗克常量的重要性：问题1：从图样可知单个或少量光子表现什么特性，大量光子表现什么特性？问题2：对于光的波粒二象性，你怎么理解？活动3：学习德布罗意假设的内容和公式表达；那么，同样作为物质的实物粒子(如电子、原子、分子等)是否也具有波动性呢？请你带着这一问题阅读教材“粒子的波动性”部分，回答以下问题：1.德布罗意假设的内容？他用什么方法提出的？2.什么是德布罗意波？3.德布罗意波的频率，波长公式？4.一质量为0.01kg，速度为300m/s的子弹，则它的德布罗意波长为多大？通过上题的计算说一说，为什么不易观察到宏观物体的波动性？活动4：学习德布罗意波的验证过程。
1.为什么德布罗意波观点很难通过实验验证？又是在怎样的条件下使实物粒子的波动性得到了验证？2.如何验证光是一种波？3.如何验证德布罗意波？4.历史上有哪些成功的实验？1927年和利用晶体做了的实验，得到了衍射图样。
5.请你阅读“科学漫步”，思考后面的3个问题。
四、小结认真总结概括本节内容。
五、作业布置请你独立完成“问题与练习”第1，2，3题。
物理：17.3 粒子的波动性 导学案(人教版选修3-5)
物理：17。
3 粒子的波动性导学案（人教版选修3—5）编写人：曹树春审核：高二物理组寄语：我奋斗，所以我快乐！学习目标:1．了解光既具有波动性，又具有粒子性。
2．知道实物粒子和光子一样具有波粒二象性。
3．知道德布罗意波的波长和粒子动量关系。
学习重点：实物粒子和光子一样具有波粒二象性，德布罗意波长和粒子动量关系。
学习难点:实物粒子的波动性的理解。
学习过程：前面我们学习了有关光的一些特性和相应的事实表现,那么我们究竟怎样来认识光的本质和把握其特性呢?请同时举出相应的事实基础.1、光的波粒二象性________________________________________即光具有波粒二象性。
2、光子的能量与频率以及动量与波长的关系。
ε______ =p______=3、粒子的波动性谁大胆地将光的波粒二象性推广到实物粒子?只是因为他大胆吗?（1）德布罗意波实物粒子也具有______，这种波称之为______，也叫德布罗意波。
(2）物质波波长λ______=______=λ为德布罗意波长,h为普朗克常量,p为粒子动量.4．物质波的实验验证B（1）阅读教材后回答粒子波动性难以得到验证的原因？1927年戴维孙和汤姆孙分别利用晶体做了____________的实验,得到了衍射图样，从而证实了________的波动性。
他们为此获得了1937年的诺贝尔物理学奖。
一颗子弹、一个足球有没有波动性呢？B（2）质量m = 0。
01kg，速度v = 300 m/s 的子弹的德布洛意波长？计算结果表明什么？知识巩固：A1．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．电予束在晶体上的衍射实验C．弱光干涉实验D．以上都不正确B2．关于物质波以下说法正确的是( )A。
实物粒子具有粒子性，在任何条件下都不可能表现出波动性B．宏观物体不存在对应波的波长C．电子在任何条件下都能表现出波动性D．微观粒子在一定条件下能表现出波动性B3．对光的认识，下列说法中正确的是( )A．个别光子的行为表现出粒子性，大量光子的行为表现出波动性B．光的波动性是光予本身的一种属性，不是光子之间的相互作用引起的C。
粒子的波动性学案
粒子的波动性光的波粒二象性物质波I级说明：德布罗意关系式的定量计算不作要求。
与10年相比，新考试说明删去了概率波和不确定性关系这两个考点。
【知识要点】1.了解光的波动性和粒子性的实验根底。
干预和衍射现象说明了光具有波动性。
而光电效应现象又无可辩驳地证明了光具有粒子性，因此，现代物理学认为：光具有。
2.正确理解光的波粒二象性(1)少量光子的行为表现为粒子性，大量光子的行为表现为波动性。
(2)频率越低波动性越显著，越容易看到光的干预和衍射现象；频率越高粒子性越显著，越不容易看到光的干预和衍射现象。
(3)光在传播过程中往往表现出波动性，与物质发生作用时往往表现为粒子性。
3.光的波动性和粒子性与经典波和经典粒子的概念不同(1)明条纹是光子到达的概率较大，暗条纹光子到达的概率较小，这与经典波的振动叠加原理有所不同。
(2)光的粒子性是指光的能量不连续性，能量是一份一份的光子，没有一定的形状，也不占有一定的空间，这与经典粒子的概念有所不同。
4.物质波1924年，法国物理学家德布罗意提出：任何运动着的物体都有一种波与它对应，这种波就叫物质波，也叫德布罗意波。
物质波的波长:h h九=一=——，其中h是普朗克常量。
p mv【稳固练习】1.以下现象中，说明光具有波动性的是( )(A)光在两种介质的界面同时发生反射和折射(B)光的干预和衍射(C)几束光交叉相遇后，继续按原来方向前进(D)光的直进2.很容易观察到无线电波的波动性，而很难观察到丫射线的干预和衍射现象，这是因为( )(A)无线电波只有波动性没有粒子性(B)丫射线只有粒子性没有波动性(C)丫射线的波长比无线电波短得多(D)无线电波与丫射线的产生机理不同，无法进行比拟3.对光的波粒二象性的理解，正确的选项是( )(A)但凡光的现象，都可用光的波动性去解释，也可用光的粒子性去解释(B)波粒二象性就是微粒说与波动说的统一(C)一切粒子的运动都具有波粒二象性(D)大量光子往往表现出波动性，少量光子往往表现出粒子性4.以下说法中正确的选项是( )(A)关于光的粒子性，牛顿提出的微粒说和爱因斯坦提出的光子说是相同的(B)关于光的波动性，惠更斯提出的波动说和麦克斯韦提出的电磁说是相同的(C)光的波粒二象性就是既可以把光看作宏观概念上的波，以可以把光看作微观概念的粒子(D)光了说和光的波粒二象性都没有否认光的电磁说6.通过对光的本性认识不断深入，光的波粒二象性的发现，使我们知道粒子也可以具有 ________ 性，微观世界具有_____ _______ 的规律。
人教版物理教材选修3-5 第十七章第3节《粒子的波动性》名师教案
17.3 粒子的波动性一、核心素养通过《粒子的波动性》的学习过程，让学生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。
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。
培养学生的科学文化素质──科学方法、科学意识、科学精神。
二、教学目标1. 通过史实的回顾，感受人类对光的认识过程的曲折性，了解光的波粒二象性的内容。
2. 知道实物粒子具有波动性，领会类推的研究方法和用历史的观念来看问题，感悟科学家的探求精神。
3. 通过对德布罗意波的实验对象的选择和实验方案的设计，感受实验研究这一重要的研究方法。
4. 通过对显微镜的分析学习，感受科学的成就推动了技术的进步。
三、学情分析粒子的波动性是《人教版选修3-5》第十七章第三节内容，主要包括了解光的波粒二象性，知道实物粒子的波动性和物质波的实验验证。
学生在《选修3-4》中已经学习了光的波动性的知识，在本章第二节又学习了光的粒子性的知识，通过光的本性的史实回顾，了解光的波粒二象性难度不大。
类推的思想方法在高中物理学习中曾多次运用，学生能从科学家的工作中感悟科学探究，以及向固有观念的大胆挑战。
这其中蕴含的教育功能是非常重要的，教学中要突出体现和渗透。
学生明白，任何一个假设的验证，都必须依靠实验。
实验如何设计，在设计过程中技术问题如何解决，是本节课思维量最大的部分，也是最能锻炼学生能力的部分，这一教学环节的设计显得尤为重要。
建立具体的情境，通过问题的引导，学生在探究中完成这个实验方案。
四、教学重点、难点1. 实物粒子的波动性、类推的研究方法、对固有观念的挑战2. 物质波实验方案的设计、技术问题的解决五、教学活动课前：登陆优教平台，发送预习任务。
根据优教平台上学生反馈的预习情况，发现薄弱点，针对性教学。
1、光的波粒二象性：【讲授、提问】很久以前，人类就在思考这样一个问题：光是什么？人类对光的本性的研究构成了一部科学史诗。
《粒子的波动性》教学设计-精选文档
《粒子的波动性》教学设计一、教材分析本节教材涉及物质波概念的建立和物质波的实验检验等知识，突出科学家探索物质波的历程和类比思维方法的运用，是对学生进行科学思维教育的好题材，在教学中要使学生能从科学家的工作中感悟科学探究，特别是科学家如何向固有的观念、认识挑战，提出大胆的猜想和假说，如何寻找有效的方法加以验证。
学生已经学习了光的粒子性和波动性，但是实物粒子同时具有波动性和粒子性学生较难理解，在经典物理学中，物质的波动性和粒子性是互不相容的，二者是两种不同的研究对象，波和粒子这两个概念是互相排斥的，所以实物粒子波动性的理解是教学的难点。
二、教学目标1.通过实验分析，了解光的波粒二象性的?热荩?感受微观粒子运动的复杂性。
2.知道实物粒子具有波动性，领会对称的研究方法，感悟科学家的探究精神。
3.通过对物质波的实验验证内容的学习，感受实验研究这一重要的研究方法。
4.通过对科学漫步的阅读，感受科学的成就推动了技术的进步。
三、教学过程1.辩证统一――光的波粒二象性围绕如下几个问题展开：问题一：前面我们学习了许多关于光的知识，光到底是什么？你的依据又是什么？学生回答后教师归纳：光有波的性质，我们称为光的波动性，光有粒子的性质，我们称为光的粒子性；光既有波动性，又有粒子性，即光具有波粒二象性。
光真可谓“横看成岭侧成峰”！问题二：光的这两种性质有无联系？它们的关系又是怎样？上节学习中知道一份光子的动量、能量的基本关系式，如图1：左侧是描述物质的粒子性的重要物理量；右侧是描述物质的波动性的典型物理量。
普朗克常数h架起了粒子性与波动性之间的桥梁。
问题三：光是那么的熟悉，那么的亲切，可人类对光的认识构成了一部科学史诗，揭开它的庐山真面目，认识它的波动性和粒子性真难！为什么全面认识光的性质那么难？教师指出：光有波粒二象性是一种实验事实，但光不是经典意义上的粒子，也不是经典意义上的波，需要借助事实去想象。
光有时表现出波动性，有时表现出粒子性，它们均反映了光的本质的一个侧面。
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高中粒子的波动性学案
教案
Last revised by LE LE in 2021
粒子的波动性
编写人：吴霞审核人：孙俊
【知识要点】
1．光既具有_________，又具有____________，这种性质叫做粒波二象性。
对光的波粒二象性的理解：①大量光子表现出显着的___________，个别光子（少量光子）表现出显着的_______________。
②光的波长越长，__________越显着；波长越短，_______________越显着。
③光在传播过程中___________起主导作用，光在物体相互瓦特和时，_______________起主导作用。
描写粒子性的物理量（如能量E、动量p）和描写波动性的物理量（如波
长λ、频率v），可以用公式,h
E hvλ
p
联系起来，这也表明光的波动性、粒子性没有相互否定，而是统一的。
2．粒子的波动性
（1）物质波：一切运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波与它相应，这种波叫做物质波，是由德布罗意提出的，又叫做德布罗意波。
（2）德布罗意公式：λ＝________________或______________。
（3）实验验证：1927年，两位美国物理科学家使电子束投射到镍的晶体上，得到电子束的衍射图案，证实了德布罗意的猜想。
【典型例题】
例1．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，证实了物质波的假设是正确的
C．电子的衍射实验，证实了物质波的假设是正确的
D．宏观物体尽管具有波动性，但它们不具有干涉、衍射等现象
例2．若某光谱波长为λ，则此光谱中光子的
A．频率为λ
e
B．能量为
hc
λ
C．动量为
h
λ
D．质量为
h
cλ
例3．有一种X射线，它的每个光子具有4×104eV的能量，此X射线的波长是多少一个电子具有多少能量时，其德布罗意波的波长与上述X射线的波长相等
例4.太阳光垂直射到地面上时，1 ㎡地面接受的太阳光的功率为,其中可见光部分约占45%。
假如认为可见光的波长约为μm,日地间距离R＝×1011m。
普朗克常量h=×10-34J·s，估算太阳每秒辐射出的可见光光子为多少
【课堂检测】
1．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
2．关于物质波以下说法正确的是
A．实物粒子具有粒子性，在任何条件下都不可能表现出波动性B．宏观物体不存在对应波的波长
C．电子在任何条件下都能表现出波动性
D．微观粒子在一定条件下能表现出波动性
3．对光的认识，下列说法中正确的是
A．个别光子的行为表现出粒子性，大量光子的行为表现出波动性B．光的波动性是光子本身的一种属性，不是光子之间的相互作用引起的C．光表现出波动性时，就不具有粒子性了；光表现出粒子性时，就不再具有波动性了。
D．光的波粒二象性应理解为：在某种场合下光的波动性表现得明显，在另外的某种场合，光的粒子性表现得明显
4．下列说法中正确的是
A．质量大的物体，其德布罗意波长小B．速度大的物体，其德布罗意波长小
C．动量大的物体，其德布罗意波长小D．动能大的物体，其德布罗意波长小
5．现用电子显微镜观测线度为d的某生物大分子的结构。
为满足测量要求，将
显微镜工作时电子的德布罗意波长设定为d
n
，其中1
n。
已知普朗克常量h、
电子质量m和电子电荷量e，电子的初速度不计，则显微镜工作时电子的加速电压应为
A．
22
2
n h
med
B．
1
223
23
md h
n e
C．
22
2
2
d h
men
D．
22
2
2
n h
med
6．中子的质量m=×10-27kg，如果它以v=×103 m/s的速度运动，它的德布罗意波长为__________，这个波长与电磁波中__________波长相当。
7．质量为5t的汽车，当它以20 m/s的速度前进时，其德布罗意波的波长为_________.
8．以×107m/s速度运动的电子束的德布罗意波长为_______，以_________速度运动的质子束，其德布罗意波长与电子束的波长相同。
第一课件网。