第四节物质波3

1、总课时 课 题§21-4 物质波§215*测不准关系课时21-教学目标一、知识目标1、知道实物粒子和光子一样具有波粒二象性2、知道德布罗意波长和粒子动量之间的关系3、了解牛顿力学的局限性*4、知道在微观世界里，不可能同时准确测量粒子的位置和动量二、能力目标1、三、德育目标教学重点知道波粒二象性是所有事物的共性知道德布罗意波长和粒子动量之间的关系教学难点实物粒子具有波动性教学方法教 具多媒体教 学 过 程教学设计设计意图复习引入复习提问1：什么是光的波粒二象性？学生：答问复习提问2：光的波动性和粒子性是怎样统一的？学生：光子在空间各点出现的概率可以用波动的规律来描述光是一种概

2、率波。复习提问3：红光和紫光比较，谁的波动性强，谁的粒子性强？学生：红光波动性强，紫光粒子性强。引入新课：既然光作为一种电磁波具有粒子性，那么，机械波会不会也具有粒子性？红光具有较弱的粒子性，红外线是不是也具有更弱的粒子性？紫光具有较弱的波动性，紫外线、X射线是不是也具有更弱的波动性？射线、射线和射线是不是也或多或少地具有一定的波动性？§21-4 物质波阅读课文物质波回答下列问题：（810分钟）教 学 过 程教学设计设计意图A、物理学中物质分为哪两类？B、什么是物质波？为什么又叫德布罗意波？只有微观粒子有德布罗意波吗？C、物质的德布罗意波长如何计算？D、什么实验验证了德布罗意的这个假

3、设？1、物理学把物质分为两大类，一类是质子、电子等，称做实物，另一类是电场、磁场等，统称场光是传播着的电磁场既然光具有粒子性，那么，质子、电子，以至原子、分子等实物粒子是否会在一定条件下表现出波动性？1924年，德国物理学家德布罗意大胆地作出了肯定的回答，他认为所有的实物都具有波动性，人们把它称为物质波，也叫德布罗意波。2、 实物粒子同时具有波动性（二象性），这种波称为物质波，也叫德布罗意波。德布罗意同时给出如下关系式：3、德布罗意波波长 ：德布罗意波波长； p：运动物体的动量；h：普朗克常量例题：某电视显像管中电子的运动速度是4.0×107ms；质量为10g的一颗子弹的运动速度是2

4、00ms分别计算它们的德布罗意波长解  电子和子弹的动量分别是 和 ，因此它们的德布罗意波长 e和 b分别是 教 学 过 程教学设计设计意图我们为什么观察不到宏观物体的波动性呢？经过计算，宏观物体的波长比微观粒子的波长小得多，这在生活中很难找到能发生衍射的障碍物，所以我们并不认为微观它具有波动性，作为微观粒子的电子，其德布罗意波波长为1010m数量级，找与之相匹配的障碍物也非易事。美国的两位科学家巧妙地相到利用晶格担此角色，并成功地观察到了衍射图样，从而说明实物粒子确有波动性。既然实物粒子具有波动性，那么从同一粒子源发出的粒子经双缝后，也会形成干涉图样。这一现象用牛顿定律是解释不通的

5、，因为依惯性定律，粒子经双缝后，由于不受外力，应沿着直线运动，最终只能形成两条“亮线”（参看教材第53页图219），而不能形成干涉图样，这与实际情况不相符的，所以牛顿定律在此已不适用了。4、对于微观粒子，牛顿定律已经不再适用了。物质波和光波一样，都属概率波。概率波的实质是指粒子在空间的分布的概率是受波动规律支配的。5、物质波也是概率波前文提到，玻尔的原子模型遇到困难的原因之一是采用了“轨道”的概念。实际上，对电子而言，它在核外的轨道一说是无意义的。原子处于不同的能量状态，是由于电子在个处出现的概率不同来决定的。若用疏密不同的点代表在原子核周围出现的概率，画出的图象一样，称为电子云。氢原子中的电子云  对于宏观质点，如果知道它在某一时刻的位置和速度以及受力情况，就可以应用牛顿定律确定质点运动的轨道，算出它在以后任意时刻的位置和速度但是，对电子等微观粒子，由于不能用确定的坐标描述它们在原子中的位置，因此，电子在原子中运动的“轨道”这样的说法其实是没有意义的我们只能知道电子在原子核附近各点出现概率的大小在不同的状态中，例如当原子处于不同的能级时，