第四節(jié)物質(zhì)波3

1、總課時 課 題§21-4 物質(zhì)波§215*測不準(zhǔn)關(guān)系課時21-教學(xué)目標(biāo)一、知識目標(biāo)1、知道實物粒子和光子一樣具有波粒二象性2、知道德布羅意波長和粒子動量之間的關(guān)系3、了解牛頓力學(xué)的局限性*4、知道在微觀世界里，不可能同時準(zhǔn)確測量粒子的位置和動量二、能力目標(biāo)1、三、德育目標(biāo)教學(xué)重點知道波粒二象性是所有事物的共性知道德布羅意波長和粒子動量之間的關(guān)系教學(xué)難點實物粒子具有波動性教學(xué)方法教 具多媒體教 學(xué) 過 程教學(xué)設(shè)計設(shè)計意圖復(fù)習(xí)引入復(fù)習(xí)提問1：什么是光的波粒二象性？學(xué)生：答問復(fù)習(xí)提問2：光的波動性和粒子性是怎樣統(tǒng)一的？學(xué)生：光子在空間各點出現(xiàn)的概率可以用波動的規(guī)律來描述光是一種概

2、率波。復(fù)習(xí)提問3：紅光和紫光比較，誰的波動性強，誰的粒子性強？學(xué)生：紅光波動性強，紫光粒子性強。引入新課：既然光作為一種電磁波具有粒子性，那么，機械波會不會也具有粒子性？紅光具有較弱的粒子性，紅外線是不是也具有更弱的粒子性？紫光具有較弱的波動性，紫外線、X射線是不是也具有更弱的波動性？射線、射線和射線是不是也或多或少地具有一定的波動性？§21-4 物質(zhì)波閱讀課文物質(zhì)波回答下列問題：（810分鐘）教 學(xué) 過 程教學(xué)設(shè)計設(shè)計意圖A、物理學(xué)中物質(zhì)分為哪兩類？B、什么是物質(zhì)波？為什么又叫德布羅意波？只有微觀粒子有德布羅意波嗎？C、物質(zhì)的德布羅意波長如何計算？D、什么實驗驗證了德布羅意的這個假

3、設(shè)？1、物理學(xué)把物質(zhì)分為兩大類，一類是質(zhì)子、電子等，稱做實物，另一類是電場、磁場等，統(tǒng)稱場光是傳播著的電磁場既然光具有粒子性，那么，質(zhì)子、電子，以至原子、分子等實物粒子是否會在一定條件下表現(xiàn)出波動性？1924年，德國物理學(xué)家德布羅意大膽地作出了肯定的回答，他認為所有的實物都具有波動性，人們把它稱為物質(zhì)波，也叫德布羅意波。2、 實物粒子同時具有波動性（二象性），這種波稱為物質(zhì)波，也叫德布羅意波。德布羅意同時給出如下關(guān)系式：3、德布羅意波波長 ：德布羅意波波長； p：運動物體的動量；h：普朗克常量例題：某電視顯像管中電子的運動速度是4.0×107ms；質(zhì)量為10g的一顆子彈的運動速度是2

4、00ms分別計算它們的德布羅意波長解  電子和子彈的動量分別是 和 ，因此它們的德布羅意波長 e和 b分別是 教 學(xué) 過 程教學(xué)設(shè)計設(shè)計意圖我們?yōu)槭裁从^察不到宏觀物體的波動性呢？經(jīng)過計算，宏觀物體的波長比微觀粒子的波長小得多，這在生活中很難找到能發(fā)生衍射的障礙物，所以我們并不認為微觀它具有波動性，作為微觀粒子的電子，其德布羅意波波長為1010m數(shù)量級，找與之相匹配的障礙物也非易事。美國的兩位科學(xué)家巧妙地相到利用晶格擔(dān)此角色，并成功地觀察到了衍射圖樣，從而說明實物粒子確有波動性。既然實物粒子具有波動性，那么從同一粒子源發(fā)出的粒子經(jīng)雙縫后，也會形成干涉圖樣。這一現(xiàn)象用牛頓定律是解釋不通的

5、，因為依慣性定律，粒子經(jīng)雙縫后，由于不受外力，應(yīng)沿著直線運動，最終只能形成兩條“亮線”（參看教材第53頁圖219），而不能形成干涉圖樣，這與實際情況不相符的，所以牛頓定律在此已不適用了。4、對于微觀粒子，牛頓定律已經(jīng)不再適用了。物質(zhì)波和光波一樣，都屬概率波。概率波的實質(zhì)是指粒子在空間的分布的概率是受波動規(guī)律支配的。5、物質(zhì)波也是概率波前文提到，玻爾的原子模型遇到困難的原因之一是采用了“軌道”的概念。實際上，對電子而言，它在核外的軌道一說是無意義的。原子處于不同的能量狀態(tài)，是由于電子在個處出現(xiàn)的概率不同來決定的。若用疏密不同的點代表在原子核周圍出現(xiàn)的概率，畫出的圖象一樣，稱為電子云。氫原子中的電子云  對于宏觀質(zhì)點，如果知道它在某一時刻的位置和速度以及受力情況，就可以應(yīng)用牛頓定律確定質(zhì)點運動的軌道，算出它在以后任意時刻的位置和速度但是，對電子等微觀粒子，由于不能用確定的坐標(biāo)描述它們在原子中的位置，因此，電子在原子中運動的“軌道”這樣的說法其實是沒有意義的我們只能知道電子在原子核附近各點出現(xiàn)概率的大小在不同的狀態(tài)中，例如當(dāng)原子處于不同的能級時，