德布羅意波教學設計.docx

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1、第五節(jié)德布羅意波學習目標知識脈絡1.知道實物粒子具有波動性．2．知道光波和物質(zhì)波都是概率波．3．理解德布羅意波，會解釋相關現(xiàn)象．(重點、難點)4．知道電子云，了解“不確定性關系”的具體含義.德布羅意波假說及電子衍射[先填空]1．德布羅意波：任何一個實物粒子都和一個波相對應，這種波后來被稱為德布羅意波，也稱為物質(zhì)波．h2．波長與動量關系：λ＝p.3．電子衍射：電子束在晶體上反射可能發(fā)生衍射．[再判斷]1．電子衍射的發(fā)現(xiàn)證明了德布羅意波假說．(√)2．電子不僅會發(fā)生衍射，還會發(fā)生干涉．(√)3．包括光子在內(nèi)的一切微觀粒子都具有波粒二象性，而實物粒子不具有波粒二象性．(×)[后思考]

2、既然德布羅意提出了物質(zhì)波的概念，為什么我們生活中卻體會不到？【提示】平時所見的宏觀物體的質(zhì)量比微觀粒子的質(zhì)量大得多，運動的動h量很大，由λ＝p可知，它們對應的物質(zhì)波波長很小，因此，無法觀察到它們的波動性．1．任何物體，小到電子、質(zhì)子，大到行星、太陽都存在波動性，我們之所以觀察不到宏觀物體的波動性，是因為宏觀物體對應的波長太小的緣故．2．德布羅意波是一種概率波，粒子在空間各處出現(xiàn)的概率受波動規(guī)律支配，第1頁不要以宏觀觀點中的波來理解德布羅意波．3．德布羅意假說是光子的波粒二象性的一種推廣，使之包括了所有的物質(zhì)粒子，即光子與實物粒子都具有粒子性，又都具有波動性，與光子對應的波是電磁

3、波，與實物粒子對應的波是物質(zhì)波．1．下列說法中正確的是()【導學號：55272058】A．物質(zhì)波屬于機械波B．只有像電子、質(zhì)子、中子這樣的微觀粒子才具有波動性C．德布羅意認為，任何一個運動著的物體，小到電子、質(zhì)子，大到行星、太陽，都有一種波和它對應，這種波叫物質(zhì)波D．宏觀物體運動時，看不到它的衍射或干涉現(xiàn)象，因此宏觀物體運動時不具有波動性【解析】物質(zhì)波是一切運動著的物體所具有的波，與機械波性質(zhì)不同，A錯誤；宏觀物體也具有波動性，只是干涉、衍射現(xiàn)象不明顯，看不出來，B、D錯誤；德布羅意認為，任何一個運動著的物體，小到電子、質(zhì)子，大到行星、太陽，都有一種波和它對應，這種波叫物質(zhì)波，

4、C正確．【答案】C2．如果一個中子和一個質(zhì)量為10g的子彈都以103m/s的速度運動，則它們的德布羅意波的波長分別是多長？(中子的質(zhì)量為1.67×10－27kg)【解析】中子的動量為p1＝m1v，子彈的動量為p2＝m2v，h據(jù)λ＝p知中子和子彈的德布羅意波的波長分別為hhλ1＝p1，λ2＝p2hh聯(lián)立以上各式解得：λ1＝m1v，λ2＝m2v將m1＝1.67×10－27kg，v＝1×103m/s，h＝6.63×10－34Js·，m2＝1.0×10－2第2頁kg代入上面兩式可解得λ1＝4.0×10－10m，λ2＝6.63×10－35m.【答案】4.0×10－10m×－35m6.63

5、10宏觀物體波動性的三點提醒1．一切運動著的物體都具有波動性，宏觀物體觀察不到其波動性，但并不否定其波動性．2．要注意大量光子、個別光子、宏觀物體、微觀粒子等相關概念的區(qū)別．3．在宏觀世界中，波與粒子是對立的概念；在微觀世界中，波與粒子可以統(tǒng)一．電子云和不確定性關系[先填空]1．電子云：原子中的電子在原子核的周圍運動，在空間各點出現(xiàn)的概率是不同的，當原子處于穩(wěn)定狀態(tài)時，電子會形成一個穩(wěn)定的概率分布．由于歷史上的原因，人們常用一些小圓點來表示這種概率分布，概率大的地方小圓點密一些，概率小的地方小圓點疏一些，這樣的概率分布圖稱為電子云．2．不確定性關系：用x表示微觀粒子位置的不確定

6、性，用p表示微觀粒子動量的不確定性，則兩者之間的關系為xp≥h，即不確定性關系．它意味4π著微觀粒子的坐標和動量不可能同時完全精確地確定．[再判斷]1．在討論微觀粒子的運動時，只能給出微觀粒子在空間各點出現(xiàn)的概率分布，無法給出微觀粒子運行的軌跡．(√)2．微觀粒子運動的狀態(tài)，不能像宏觀物體的運動那樣通過確定的軌跡來描述，而是只能通過概率波作統(tǒng)計性的描述．(√)3．改進測量技術，不確定性關系可以確定，微觀粒子的坐標和動量可以同時確定．(×)第3頁[后思考]對微觀粒子的運動分析能不能用“軌跡”來描述？【提示】不能．微觀粒子的運動遵循不確定關系，也就是說，要準確確定粒子的位置，動量(

7、或速度)的不確定量就更大；反之，要準確確定粒子的動量(或速度)，位置的不確定量就更大，也就是說不可能同時準確地知道粒子的位置和動量．因而不可能用“軌跡”來描述微觀粒子的運動．1．粒子位置的不確定性：單縫衍射現(xiàn)象中，入射的粒子有確定的動量，但它們可以處于擋板左側(cè)的任何位置，也就是說，粒子在擋板左側(cè)的位置是完全不確定的．2．粒子動量的不確定性(1)微觀粒子具有波動性，會發(fā)生衍射．大部分粒子到達狹縫之前沿水平方向運動，而在經(jīng)過狹縫之后，有些粒子跑到投影位置以外．這些粒子具有與其原來運動方向垂直的動