高三物理粒子的波动性省公开课一等奖全国示范课微课金奖

高中物理新人教版

选修３-5系列课件第1页17.3《崭新一页：

粒子波动性》第2页教学目标

1、知识与技能：了解光波粒二象性；了解粒子波动性．2、过程与方法：培养学生观察、分析能力。3、情感态度与价值观：培养学生严谨科学态度，正确地获取知识方法。【重点难点】1、重点：粒子波动性了解2、难点：对德布罗意波试验验证第3页

德布罗意波波粒二象性1、德布罗意波（物质波）

De.Broglie1923年发表了题为“波和粒子”论文，提出了物质波概念。

他认为，“整个世纪以来（指19世纪）在光学中比起波动研究方法来，假如说是过于忽略了粒子研究方法话，那末在实物理论中，是否发生了相反错误呢？是不是我们把粒子图象想得太多，而过分忽略了波图象呢”第4页一、德布罗意物质波德布罗意(duedeBroglie,1892-1960)

德布罗意原来学习历史，以后改学理论物理学。他善于用历史观点，用对比方法分析问题。

1923年，德布罗意试图把粒子性和波动性统一起来。1924年，在博士论文《关于量子理论研究》中提出德布罗意波,同时提出用电子在晶体上作衍射试验想法。爱因斯坦觉察到德布罗意物质波思想重大意义，誉之为“揭开一幅大幕一角”。法国物理学家，1929年诺贝尔物理学奖取得者，波动力学创始人，量子力学奠基人之一。第5页

能量为E、动量为p粒子与频率为v、波长为

波相联络，并遵从以下关系：E=mc2=hv

这种和实物粒子相联络波称为德布罗意波(物质波或概率波),其波长

称为德布罗意波长。第6页一切实物粒子都有波动性

以后，大量试验都证实了：质子、中子和原子、分子等实物微观粒子都含有波动性，并都满足德布洛意关系。一颗子弹、一个足球有没有波动性呢？

质量m=0.01kg，速度v=300m/s子弹德布洛意波长为计算结果表明，子弹波长小到试验难以测量程度。所以，宏观物体只表现出粒子性。第7页由光波粒二象性思想推广到微观粒子和任何运动着物体上去，得出物质波（德布罗意波）概念：任何一个运动着物体都有一个波与它对应，该波波长λ=。【例1】试估算一个中学生在跑百米时德布罗意波波长。

解：预计一个中学生质量m≈50kg，百米跑时速度v≈7m/s，则由计算结果看出，宏观物体物质波波长非常小，所以极难表现出其波动性。第8页

例题2

(1)电子动能Ek=100eV；(2)子弹动量p=6.63×106kg.m.s-1,求德布罗意波长。

解

(1)因电子动能较小，速度较小，可用非相对论公式求解。=1.23Å(2)子弹:h=6.63×10-34=1.0×10-40m

可见，只有微观粒子波动性较显著；而宏观粒子(如子弹)波动性根本测不出来。第9页

一个质量为m实物粒子以速率v运动时，即含有以能量E和动量P所描述粒子性，同时也含有以频率n和波长l所描述波动性。德布罗意关系如速度v=5.0102m/s飞行子弹，质量为m=10-2Kg，对应德布罗意波长为：如电子m=9.1

10-31Kg，速度v=5.0107m/s,对应德布罗意波长为：太小测不到！X射线波段第10页2、戴维逊－革末试验1927年，Davisson和Germer

进行了电子衍射试验。

（该试验荣获1937年Nobel物理学奖）戴维逊--革末试验电子衍射试验

电子束垂直入射到镍单晶水平面上，在散射方向上探测到一个强度极大。（可用晶体对X射线衍射方法来分析）第11页L.V.德布罗意电子波动性理论研究1929诺贝尔物理学奖第12页C.J.戴维孙经过试验发觉晶体对电子衍射作用1937诺贝尔物理学奖第13页第14页第15页第16页X射线经晶体衍射图电子射线经晶体衍射图第17页类似试验：

1927年，汤姆逊电子衍射试验

1960年，C.Jonson电子双缝干涉试验

以后试验证实原子、分子、中子等微观粒子也含有波动性。

德布罗意公式成为揭示微观粒子波－粒二象性统一性基本公式，1929年，DeBroglie因发觉电子波而荣获Nobel

物理学奖。第18页电子显微镜第19页第20页再见第21页句子是语言利用基本单位，它由词或词组组成，能表示一个完整意思，如告诉他人一件事，提出一个问题，表示要求或阻止，表示某种感叹。它句尾应该用上句号、问号或感叹号。造句方法普通有以下几个：1、在分析并了解词义基础上加以说明。如用“瞻仰”造句，能够这么造：“我站在广场上瞻仰革命烈士纪念碑。”因为“瞻仰”是怀着敬意抬头向上看。2、用形容词造句，能够对人物动作、神态或事物形状进行详细描写。如用“鸦雀无声”造句：“教室里鸦雀无声，再也没有些人说笑嬉闹，再也没有些人随意走动，甚至连大气都不敢出了。”这就把“鸦雀无声”写详细了。3、有形容词造句能够用一对反义词或用褒义词贬义词组合来进行，强烈对比能起到很好表示作用。如用“光荣”造句：“讲卫生是光荣，不讲卫生是可耻。”用“光荣”与“可耻”作对比，强调了讲卫生是一个美德。4、用比拟词造句，能够借助联想、想象使句子生动。如用“好像”造句：“今天冷极了，风刮在脸上好像刀割一样。”；/造句网kfh07ndg5、用关联词造句，必须注意词语合理搭配。比如用“尽管……可是……”造句：“尽管今天天气很糟，不过大家都没有迟到。”这就需要在平时学习中，把关联词几个类型分清并记住。6、先把要造句词扩展成词组，然后再把句子补充完整。如用“增添”造句，能够先把“增添”组成“增添设备”、“增添信心”或“增添力量”，然后再造句就方便多了。委，早已自动忽略了含烟冷漠表情。含烟却是原本就壹肚子怨气，如今又见王爷非逼她说丫鬟事情，早早就打定了主意，就给他来壹个不予理会，更是心有忿忿：你是谁家老几啊，我家丫鬟事情也是你能知道？可转念壹想，丫鬟这么费神费劲地做这等善事，还死活不愿留下府名，太不甘心了。于是也没多想，又壹骨脑儿地把事情前前后后全倒了出来。待王爷全部听完含烟壹番详述，诧异万分，随之，赞叹之情由然而升：果然没有看错！有这番心思，又能亲力亲为，巾帼不让须眉。赞叹之余，他又冥冥之中有壹种尤其感觉，好像是在暗自庆幸：真是有缘！又是年家丫鬟，真好。所以，他片刻不愿耽搁，要含烟马上带他去后院，他想见见这位有胆有识、有勇有谋奇女子，再替寺院道壹声感激。当然，他自己也知道，这第二个理由分明就是借口。可是待他急急火火地来到冰凝歇息地，却又是千言万语，不知从何说起，半天了，一直是壹句话也说不出来。说什么呢？感激？夸赞？关心？而且他想说太多了，又不知道哪壹句，既能表示出他心中最想说话，不至于唐突了年家丫鬟。想了许久，终究还是无法决定从哪个话题作为切入点，只好强按下心中波澜，负手仰视着灰蒙蒙天空，出神儿地思索着。屋里屋外，壹阵寂静，只有那几乎微不可闻银铃声撞击着他耳膜，又像是在轻轻地敲打着他心房。片刻，他终于还是壹句话也没有说，摇摇头，走开了。第壹卷第十二章哥哥其实，今天冰凝能够来到宝光寺，还是缘于上次遇险经历。那壹日出手援助了宝光寺救火之事，冰凝壹行来到了京城年府。先是见到阔别已久玉盈姐姐，晚上，又见到了从衙门里当差回来二哥哥。早早就盼着这壹天，可是这壹天真到来之时，冰凝却又激动得半天都说不出来壹句话来，她有壹肚子话要说给二哥哥听呢，这嘴怎么就不听自个儿使唤了？看着呆呆地望向自己冰凝妹妹，年二公子说什么也不敢相信，眼前这个美若仙子小姑娘，就是五年前在湖广总督府门口，依偎在娘亲怀抱中，壹双泪汪汪大眼睛，向自己挥着手说“二哥哥，凝儿也要去京城”那个七岁小娃娃吗？五年了，这壹刻终于就这么真切地出现在眼前，兄妹二人全都激