物理（新人教版选修3-5）：17.3《崭新的一页：粒子的波动性》教学设计
文档属性
| 名称 | 物理（新人教版选修3-5）：17.3《崭新的一页：粒子的波动性》教学设计 |  | |
| 格式 | rar | ||
| 文件大小 | 89.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2011-01-06 18:13:00 | ||
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文档简介
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《崭新的一页：粒子的波动性》教学设计
【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）知道德布罗意假设的内容，公式表达；
（3）了解德布罗意波的验证过程。
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。
【教学重点】
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。
【教学难点】
实物粒子波动性的理解。
【教学方法】
学生阅读－讨论交流－教师讲解－归纳总结。
【教学用具】
课件：PP演示文稿，多媒体教学设备。
【课时安排】
1 课时
【教学过程】
一、引入新课
大家请看窗户，上面粘有报纸，是为了遮挡什么呢？光！光究竟是什么呢？（大屏幕展示了人类对光认识的过程）从远古的微粒说到20世纪的光子说经历了一个漫长的过程，但19世纪以来，在光学上，与波动方面的研究相比，忽视了粒子方面的研究，而在实物粒子的研究上，是否也有错误的认识呢？本节课我们共同学习崭新的一页，粒子的波动性。
二、新课教学
（一）光的波粒二象性
（阅读教材P37页第一至三段并完成学案相应内容，时间3分钟）
自学提纲：（见学案）
学生：自学
教师：巡回指导，提问检测自学效果
学生：回答学案相应问题
教师设疑：我们已知道光的波粒二象性的内容，那么应该如何理解它呢？请同学们观察光子的双缝干涉图样，并完成思考与讨论。
思考与讨论：
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？
学生：分小组讨论，
教师：巡回指导，提问检测
学生：个别或少量光子易显示出光的粒子性；大量光子显示出波动性。
点拨归纳：光的波粒二象形的理解
个别或少量光子易显示出光的粒子性，大量光子显示出波动性；波动性、粒子性都是光的本身属性,不可分离。
跟踪训练
★1．下列现象说明光具有波粒二象性的是（ ）
A．光的偏振和干涉
B．光的衍射和干涉
C．光的干涉和光电效应
D．光的衍射和康普顿效应
（二）实物粒子的波动性
教师设疑：谁大胆地将光的波粒二象性推广到实物粒子的？带着这一问题阅读教材，并完成学案相应内容，时间3分钟。
自学提纲：（见学案）
学生：自学。
教师：巡回指导，提问检测自学效果。
学生：回答学案相应内容。
教师：类比的方法是研究问题的基本方法，希望大家在以后的学习中应用。
总结：德布罗意的总结──承上启下。
德布罗意假设──实物粒子也具有波动性；每个运动的粒子都与一个对应的波相联系。
德布罗意波──与实物粒子相联系的波，也叫物质波。
强调：任何物体，小到电子大到太阳都是实物粒子。
德布罗意波的频率公式──
德布罗意波的波长公式──
学生：朗读小结内容1分钟，达到熟背，并说出各个字母的物理意义。
跟踪训练（请一位同学到黑板演板）
★2．一质量为0．01 kg，速度为300 m/s的子弹，则它的德布罗意波长为多大？
思考与讨论：
通过上题的计算，说一说为什么我们没有观察到宏观物体的波动性？
学生回答：宏观物体的德布罗意波长非常小，远远小于障碍物的尺寸。
（三）物质波的实验验证
教师设疑：德布罗意的假设又是如何被验证的呢？请同学们阅读教材P38页第五至九段内容并完成学案相应内容，时间4分钟。
自学提纲：（见学案）
教师：巡回指导，提问检测
学生：回答。
教师：戴维孙和汤姆孙的实验证明了德布罗意波的存在，从而使德布罗意获得了1929年的诺贝尔物理学奖，他们为此也获得了1937年的诺贝尔物理学奖。相信大家在不久的将来也会达到这种程度。
教师：引导学生观察视频：重温历史──电子的衍射
学生：观看视频，思考如何理解德布罗意波？
教师：播放视频中指引点拨，帮助学生理解德布罗意波。
德布罗意波理解──单个实物粒子也会表现出波动性。
★小结
教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。
学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。
点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。
教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。
巩固提高
★1．下列说法正确的是（ ）
A．只有大量电子才能表现波动性
B．只有像电子、质子、中子这样的微观粒子才具有波动性
C．德布罗意认为，任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳都有一种波和它对应，这种波叫做物质波
D．宏观物体运动时，看不到它的衍射或干涉现象，所以宏观物体运动时不具有波动性
★2．一个电子和一个质子具有同样的动能时，它们的德布罗意波长那个大？
解析：引导学生自己分析解答，点评学生的解题过程。
★布置作业：
教材P40页问题与练习第1、3题
★课后阅读：教材P39页《科学漫步──显微镜的分辨本领》
★板书设计
§17．3崭新的一页：粒子的波动性
光的波粒二象性
光的本性──具有波粒二象性
光子能量和动量表达式：
3．波粒二象性的理解：二者不可分离
粒子的波动性
1．德布罗意波──实物粒子波。
2．德布罗意波的频率、波长公式：
实验验证
成功实验：戴维孙
电子束衍射实验
汤姆孙
附录：
《17．3崭新的一页：粒子的波动性》学案
设计人：徐建强
1．知道光、实物粒子具有波粒二象性；
2．知道德布罗意假设的内容，公式表达；
3．了解物质波的验证过程。
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。
难点：实物粒子的波动性的理解。
自学指导：
一、光的波粒二象性
自学提纲（阅读教材P37第一至三段并完成以下内容，时间3分钟）
1．光的干涉和衍射现象说明光具有 性， 效应和 效应说明光子具有粒子性。
2．光子既有粒子的特性，又有波的特性；即光具有 二象性。
3．光子的能量ε= ，光子的动量P= ； 架起了粒子性与波动性的桥梁。
引导观察：光子的双缝干涉图样
思考与讨论：
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？
点拨归纳：光的波粒二象性的理解
个别或少量光子易显示出光的粒子性；大量光子显示出波动性,波动性、粒子性都是光的本身属性, 不可分离．
跟踪训练
★1．下列现象说明光具有波粒二象性的（ ）
A．光的偏振和干涉 B．光的衍射和干涉
C．光的干涉和光电效应 D．光的衍射和康普顿效应
二、实物粒子的波动性
自学提纲：（阅读教材P37第四至七段并完成以下内容时间3分钟）
1． 德布罗意假设的内容？他用什么方法提出的？
2．德布罗意波的概念？
3．德布罗意波的频率，波长公式？
强调：任何物体，小到电子、质子大到太阳都是实物粒子。
跟踪训练
★2．一质量为0．01kg，速度为300m/s的子弹，则它的德布罗意波长为多大？
思考与讨论：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？
三、物质波的实验验证
自学提纲：（阅读教材P38第五至九段内容并完成以下内容时间4分钟）
1．如何验证光是一种波？
2．如何验证德布罗意波？
3．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。
点拨：单个实物粒子也会表现出波动性。
四、小结
总结出本节课所学内容：
巩固提高
★1．下列说法正确的是（ ）
A．只有大量电子才能表现波动性
B．只有像电子、质子、中子这样的微观粒子才具有波动性
C．德布罗意认为，任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳都有一种波和它对应，这种波叫做物质波
D．宏观物体运动时，看不到它的衍射或干涉现象，所以宏观物体运动时不具有波动性
★2．一个电子和一个质子具有同样的动能时，它们的德布罗意波长那个大？
[课后阅读] 教材P39页《科学漫步──显微镜的分辨本领》
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《崭新的一页：粒子的波动性》教学设计
【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）知道德布罗意假设的内容，公式表达；
（3）了解德布罗意波的验证过程。
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。
【教学重点】
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。
【教学难点】
实物粒子波动性的理解。
【教学方法】
学生阅读－讨论交流－教师讲解－归纳总结。
【教学用具】
课件：PP演示文稿，多媒体教学设备。
【课时安排】
1 课时
【教学过程】
一、引入新课
大家请看窗户，上面粘有报纸，是为了遮挡什么呢？光！光究竟是什么呢？（大屏幕展示了人类对光认识的过程）从远古的微粒说到20世纪的光子说经历了一个漫长的过程，但19世纪以来，在光学上，与波动方面的研究相比，忽视了粒子方面的研究，而在实物粒子的研究上，是否也有错误的认识呢？本节课我们共同学习崭新的一页，粒子的波动性。
二、新课教学
（一）光的波粒二象性
（阅读教材P37页第一至三段并完成学案相应内容，时间3分钟）
自学提纲：（见学案）
学生：自学
教师：巡回指导，提问检测自学效果
学生：回答学案相应问题
教师设疑：我们已知道光的波粒二象性的内容，那么应该如何理解它呢？请同学们观察光子的双缝干涉图样，并完成思考与讨论。
思考与讨论：
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？
学生：分小组讨论，
教师：巡回指导，提问检测
学生：个别或少量光子易显示出光的粒子性；大量光子显示出波动性。
点拨归纳：光的波粒二象形的理解
个别或少量光子易显示出光的粒子性，大量光子显示出波动性；波动性、粒子性都是光的本身属性,不可分离。
跟踪训练
★1．下列现象说明光具有波粒二象性的是（ ）
A．光的偏振和干涉
B．光的衍射和干涉
C．光的干涉和光电效应
D．光的衍射和康普顿效应
（二）实物粒子的波动性
教师设疑：谁大胆地将光的波粒二象性推广到实物粒子的？带着这一问题阅读教材，并完成学案相应内容，时间3分钟。
自学提纲：（见学案）
学生：自学。
教师：巡回指导，提问检测自学效果。
学生：回答学案相应内容。
教师：类比的方法是研究问题的基本方法，希望大家在以后的学习中应用。
总结：德布罗意的总结──承上启下。
德布罗意假设──实物粒子也具有波动性；每个运动的粒子都与一个对应的波相联系。
德布罗意波──与实物粒子相联系的波，也叫物质波。
强调：任何物体，小到电子大到太阳都是实物粒子。
德布罗意波的频率公式──
德布罗意波的波长公式──
学生：朗读小结内容1分钟，达到熟背，并说出各个字母的物理意义。
跟踪训练（请一位同学到黑板演板）
★2．一质量为0．01 kg，速度为300 m/s的子弹，则它的德布罗意波长为多大？
思考与讨论：
通过上题的计算，说一说为什么我们没有观察到宏观物体的波动性？
学生回答：宏观物体的德布罗意波长非常小，远远小于障碍物的尺寸。
（三）物质波的实验验证
教师设疑：德布罗意的假设又是如何被验证的呢？请同学们阅读教材P38页第五至九段内容并完成学案相应内容，时间4分钟。
自学提纲：（见学案）
教师：巡回指导，提问检测
学生：回答。
教师：戴维孙和汤姆孙的实验证明了德布罗意波的存在，从而使德布罗意获得了1929年的诺贝尔物理学奖，他们为此也获得了1937年的诺贝尔物理学奖。相信大家在不久的将来也会达到这种程度。
教师：引导学生观察视频：重温历史──电子的衍射
学生：观看视频，思考如何理解德布罗意波？
教师：播放视频中指引点拨，帮助学生理解德布罗意波。
德布罗意波理解──单个实物粒子也会表现出波动性。
★小结
教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。
学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。
点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。
教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。
巩固提高
★1．下列说法正确的是（ ）
A．只有大量电子才能表现波动性
B．只有像电子、质子、中子这样的微观粒子才具有波动性
C．德布罗意认为，任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳都有一种波和它对应，这种波叫做物质波
D．宏观物体运动时，看不到它的衍射或干涉现象，所以宏观物体运动时不具有波动性
★2．一个电子和一个质子具有同样的动能时，它们的德布罗意波长那个大？
解析：引导学生自己分析解答，点评学生的解题过程。
★布置作业：
教材P40页问题与练习第1、3题
★课后阅读：教材P39页《科学漫步──显微镜的分辨本领》
★板书设计
§17．3崭新的一页：粒子的波动性
光的波粒二象性
光的本性──具有波粒二象性
光子能量和动量表达式：
3．波粒二象性的理解：二者不可分离
粒子的波动性
1．德布罗意波──实物粒子波。
2．德布罗意波的频率、波长公式：
实验验证
成功实验：戴维孙
电子束衍射实验
汤姆孙
附录：
《17．3崭新的一页：粒子的波动性》学案
设计人：徐建强
1．知道光、实物粒子具有波粒二象性；
2．知道德布罗意假设的内容，公式表达；
3．了解物质波的验证过程。
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。
难点：实物粒子的波动性的理解。
自学指导：
一、光的波粒二象性
自学提纲（阅读教材P37第一至三段并完成以下内容，时间3分钟）
1．光的干涉和衍射现象说明光具有 性， 效应和 效应说明光子具有粒子性。
2．光子既有粒子的特性，又有波的特性；即光具有 二象性。
3．光子的能量ε= ，光子的动量P= ； 架起了粒子性与波动性的桥梁。
引导观察：光子的双缝干涉图样
思考与讨论：
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？
点拨归纳：光的波粒二象性的理解
个别或少量光子易显示出光的粒子性；大量光子显示出波动性,波动性、粒子性都是光的本身属性, 不可分离．
跟踪训练
★1．下列现象说明光具有波粒二象性的（ ）
A．光的偏振和干涉 B．光的衍射和干涉
C．光的干涉和光电效应 D．光的衍射和康普顿效应
二、实物粒子的波动性
自学提纲：（阅读教材P37第四至七段并完成以下内容时间3分钟）
1． 德布罗意假设的内容？他用什么方法提出的？
2．德布罗意波的概念？
3．德布罗意波的频率，波长公式？
强调：任何物体，小到电子、质子大到太阳都是实物粒子。
跟踪训练
★2．一质量为0．01kg，速度为300m/s的子弹，则它的德布罗意波长为多大？
思考与讨论：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？
三、物质波的实验验证
自学提纲：（阅读教材P38第五至九段内容并完成以下内容时间4分钟）
1．如何验证光是一种波？
2．如何验证德布罗意波？
3．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。
点拨：单个实物粒子也会表现出波动性。
四、小结
总结出本节课所学内容：
巩固提高
★1．下列说法正确的是（ ）
A．只有大量电子才能表现波动性
B．只有像电子、质子、中子这样的微观粒子才具有波动性
C．德布罗意认为，任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳都有一种波和它对应，这种波叫做物质波
D．宏观物体运动时，看不到它的衍射或干涉现象，所以宏观物体运动时不具有波动性
★2．一个电子和一个质子具有同样的动能时，它们的德布罗意波长那个大？
[课后阅读] 教材P39页《科学漫步──显微镜的分辨本领》
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