粒子的波动性教案

粒子的波动(a)知识和技能1.理解光具有波和粒子的属性。2.知道物理粒子和光子具有波粒二象性。3.了解德布罗意波的波长和粒子动量之间的关系。(2)过程和方法1.理解物理知识形成的历史过程。2.理解物理研究是基于实验事实和实验对物理研究的重要性。3.了解物质在不同环境中的不同规律性特征。(3)情感、态度和价值观1.通过学生的阅读和老师的介绍和解释，学生理解科学知识不是一蹴而就的。它需要一个漫长的历史发展过程，并不断得到纠正和纠正。2.通过相关理论的实验验证，学生逐渐形成严谨、求实的科学态度。3.通过理解电子衍射实验，学生可以理解创造条件进行相关物理实验的方法。教学重点物理粒子像光子一样具有波粒二象性、德布罗意波长和粒子动量关系。理解物理粒子的波动。教学方法学生阅读-讨论和交流-教师讲解-总结教具：课件：聚丙烯演示(介绍科学家，本节知识结构)。多媒体教学设备。每个课时安排一个课时。教学过程(a)开设新课程问题：我们以前已经了解了光的一些特征和相应的事实，那么我们如何认识光的本质和把握它的特征呢？还请引用相应的事实依据。读完课本并思考后，学生回答：光是一种物质，它既有粒子又有波动。它在不同的条件下表现出不同的特征。(分别给出光的干涉衍射和光电效应的实验事实)。点评：让学生阅读课本，总结以前的知识，形成正确的观点。老师：原来我们不能片面地理解事物。我们能在这个学科或其他学科或生活中引用类似的东西吗？学生举例说明：例如，哲学中正确的事物观。点评：培养学生对事物或规律的全面把握，并与其他学科进行横向渗透接触。(二)开设新的课程1.光的波粒二象性老师：给我们讲讲光的波粒二象性。根据学生的辨别指导进行总结和安排。(1)我们所了解的大量事实表明，光是一种波，也是一种粒子。光具有波粒二象性。光的分离性和连续性是相对的，是不同条件下的表现。光子行为遵循统计规律。(2)光子出现在空间不同点的概率遵循涨落定律。在物理学中，光波被称为概率波。点评：通过学生的归纳和总结，可以形成结论，然后老师可以解释，学生容易接受。注重知识的学生自主形成的过程。2.光子能量与频率、动量和波长的关系。让学生找到更多关系公式：=问题：受此启发，人们认为：是物理粒子(如电子、原子、分子等)。)也是易挥发的物质？学生阅读教科书“粒子的波动”。点评：让学生带着问题阅读，提高阅读效率，培养学生从课文材料中提取相关信息的能力。3.粒子的波动问：谁大胆地将光的波粒二象性扩展到物理粒子？只是因为他大胆吗？学生回答说：法国科学家德布罗意大胆地将光的波粒二象性扩展到物理粒子，考虑到普朗克光子理论和爱因斯坦光子理论的成功。展示演示材料：关于德布罗意。点评：让学生明白知识理论的推广和假设不仅仅是一个猜想，而是有一定的理论或事实基础。(1)德布罗意波物理粒子也有挥发性。这种波叫物质波，也叫德布罗意波。(2)物质波的波长=问题：每个物理量的含义是什么？学生回答说：这是德布罗意波长，h是普朗克常数，p是粒子动量。点评：理解物理原理公式的关键在于旁白：当时，这种观点超出了人们的想象，也没有被人们所接受。关于历史上类似的案例，我们还知道些什么？学生回答说：伽利略的两个铁球同时着陆。点评：让学生理解正确的知识理论往往不是每个人一提出就能接受的。老师：让学生带着问题阅读课本的相关内容。为什么德布罗意的观点很难通过实验得到验证？在什么条件下物理粒子的波动被证实了？4.物质波的实验验证问题：为什么很难验证粒子的挥发性？读完课本后，学生们回答说：宏观物体的波长比微观粒子的波长小得多，这使得我们很难找到能在生活中引起衍射的障碍物，所以我们认为它没有波动。作为微观粒子的电子，它们的德布罗意波波长约为10-10米，因此寻找与之匹配的障碍物也不容易。点评：让学生知道，由于实际情况的限制，很多理论在开始时都处于假设阶段，这是不容易被人们接受的。例子：电视显像管中电子的运动速度是4.0107米/秒；质量为10g的子弹的运动速度为200米/秒。分别计算了它们的德布罗意波长。引导学生分析并回答：1.810-11m和3.310-34m按公式计算备注：通过具体计算，学生可以对真实粒子的德布罗意波长有感性认识，并进一步了解验证真实粒子的挥发性的困难。说明：从计算结果可知，在日常生活中没有观察到物理波动特性的原因。演示材料：电子波动的发现者-戴维森和汤姆森二世(电子波动性的发现证实了德布罗意关于物理粒子具有波动性的假设，他获得了1929年诺贝尔物理学奖。戴维森和小汤姆森也因发现电子波动而获得1937年诺贝尔物理学奖。)学生阅读有关物理的历史资料，了解物理知识形成、建立和发展的真实过程。点评：物理学家史料的应用不仅具有真实感，增强说服力，而且能对学生进行教育，有利于培养学生的科学态度和精神，有利于激发学生的探索精神。老师：给我们讲一下电子衍射实验：1927年，两位美国物理学家把电子束投射到镍晶体上，得到了电子束的衍射图样，从而证实了德布罗意的假设。学生学习更多具体的历史材料。点评：增加真实感，让学生初步了解如何为科学实验和探索创造条件，体验其中的神奇。旁白：除了电子，质子、中子、原子和分子的易变性后来被一个接一个地证实了。评论：引用更多的实验事实来加强理论的证明。问：衍射会影响高分辨率显微镜吗？如何改进？学生阅读教材：显微镜的辨别能力。点评：拓展所学知识，加强实际生产和生活应用之间的联系。(三)班级总结教师活动：在这节课中，我们学到了光的本质，即光是一种物质，它既有粒子又有波动。它在不同的条件下表现出不同的特征。注意全面把握光的本质。学习由实验事实验证的物理粒子的涨落，相应的波称为物质波，并注意掌握物质波的计算公式。点评：反思部分为学生提供了该部分的主要知识框架，有助于学生及时巩固知识，掌握知识的要点。(4)作业：复习这部分的课本。思考课本第43页“问题和练习”中的问题，并提前回答。点评：加深对课堂所学知识的理解和掌握，并结合实际应用所学内容。教学经历作为现代物理学的一部分，这门课相对来说比较抽象。学生没有生活经验和感知能力，也不能做演示实验。应该注意在课堂上以学生为主导(1)在相关事实和已知观点的基础上，总结光的本质，培养学生全面掌握物理规律的能力。(2)教材和补充史料允许学生先阅读，通过思考和辨别得出正确的结论，这比老师自己解释更现实、更有说服力。同时，