物理：新人教版选修3-5 17.3粒子的波动性(教案)(2篇)

光的粒子性——光电效应一、概述本课题为普通高中物理选修（3-5）第五章波和粒子第一节，高三理科班课程，学时一课时。

学习光电效应现象及其解释理论——光电效应方程。

本课教材蕴含着十分丰富的教学内容：在知识方面，本课作为后牛顿物理两大支柱之――量子理论的入门，涉及到量子物理最基础的内容，也是经典物理学与量子物理学的重要衔接；同时本节还有着厚重的物理学科文化积淀，有物理学史、科学方法、辩证唯物主义思想、创新意识等人文精神教育的题材．教材在知识陈述上较为浅显直接，而关于这些知识的“背景”，则是相当丰满、承赋人文，为实施“科学的人文教育价值”提供了很大的空间．二、核心素养经历“探究光电效应的规律”过程，让学生获得探究活动的体验，体验探究自然界规律的艰辛与喜悦．陶冶崇尚科学、仰慕科学家，欣赏物理学的奇妙与和谐的情愫．学习科学家敢于坚持真理、勇于创新和实事求是的科学态度和科学精神，培养判断有关信息是否科学的意识．三、教学目标1. 了解光电效应研究史实．了解光子的概念，了解并识别光电效应现象．2. 能表述光电效应现象的规律，会用光子说解释光电效应现象的规律．3. 理解光电效应方程的各个物理量的含义及其对光电效应的解释．四、学情分析学生已经在3-5第二章学习过原子结构和氢原子光谱与能级结构，对原子微观结构有了一定的认识。

知道原子的电离过程本质。

高三理科班学生对原子的微观机理有一定的兴趣，但是，微观世界的抽象性会成为学生理解过程的主要障碍。

急于求成、重视结论型陈述、轻视物理探究史实和逻辑推理是不少理科生学习原子物理相关理论的通病，这也是这一部分知识遗忘率高的原因。

五、教学过程课前：登陆优教平台，发送预习任务。

根据优教平台上学生反馈的预习情况，发现薄弱点，针对性教学。

<一> 引言师：前几节课我们了解了人们在研究光的本性过程提出的几种有代表性的学说。

（简单回顾光的微粒说和波动说的发展过程）自从麦克期韦提出光的电磁说，赫兹又用实验证实了麦克斯韦的理论后，光的波动理论发展到了完美的地步。

3粒子的波动性一、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）知道德布罗意假说的内容，公式表达；（3）了解物质波的验证过程。

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。

二、教学重点、难点重点：知道德布罗意波及德布罗意波波长计算粒子同样具有波动性。

难点：理解德布罗意波（物质波）及表现规律。

三、教学用具自制多媒体课件四、复习回顾⑴人类对光认识的历史过程── 一部科学史诗学生阅读课本第一段，分组讨论、自由发言，教师引导归纳，同时多媒体辅助问题：光的发展史(光的本性)？①十七世纪初笛卡儿两种假说：光是类似于微粒的一种物质光是一种以“以太”为媒质的压力。

②十七世纪光的微粒说(代表人物---牛顿)：光是从光源发出的一种物质微粒，在均匀介质中以一定的速度传播，能解释光的反射现象、析射现象。

③同时期光的波动说(代表人物---惠更斯) ：认为光是一种波，在实验中观察到了光的干涉和衍射现象，这是波动的特征，微粒说无法解释。

④光的电磁说(十九世纪：代表人物---麦克斯韦) 麦克斯韦认为光是一种电磁波,赫兹用实验证实了光的电磁本性.光是电磁波的主要依据：①传播都不需介质.②都是横波.③在真空中传播速度相同。

⑤19世纪末赫兹等又发现了---光电效应现象，用波动说无法解释。

⑥爱因斯坦于20世纪初提出了光子说，认为光具有粒子性，从而解释了光电效应。

从笛卡儿两种假说到牛顿与胡克、牛顿与惠更斯粒子说与波动说之争，再到麦克斯韦、赫兹、普朗克和爱因斯坦的对光的进一步认识。

粒子的波动性★新课标要求（一）知识与技能1．了解光既具有波动性，又具有粒子性。

2．知道实物粒子和光子一样具有波粒二象性。

3．知道德布罗意波的波长和粒子动量关系。

（二）过程与方法1．了解物理真知形成的历史过程。

2．了解物理学研究的基础是实验事实以及实验对于物理研究的重要性。

3．知道某一物质在不同环境下所表现的不同规律特性。

（三）情感、态度与价值观1．通过学生阅读和教师介绍讲解，使学生了解科学真知的得到并非一蹴而就，需要经过一个较长的历史发展过程，不断得到纠正与修正。

2．通过相关理论的实验验证，使学生逐步形成严谨求实的科学态度。

3．通过了解电子衍射实验，使学生了解创造条件来进行有关物理实验的方法。

★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。

★教学难点实物粒子的波动性的理解。

★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（科学家介绍，本节知识结构）。

多媒体教学设备。

★课时安排 1 课时★教学过程（一）引入新课提问：前面我们学习了有关光的一些特性和相应的事实表现，那么我们究竟怎样来认识光的本质和把握其特性呢？请同时举出相应的事实基础。

学生阅读课本、思考后回答：光是一种物质，它既具有粒子性，又具有波动性。

在不同条件下表现出不同特性。

（分别举出有关光的干涉衍射和光电效应等实验事实）。

点评：让学生阅读课本内容结合前面所学知识进行归纳总结，形成正确观点。

教师：原来我们不能片面地认识事物，能举出本学科或其他学科或生活中类似的事或物吗？学生举例说明：例如哲学中对事物的辨正观点等。

点评：培养学生对事物或规律的全面把握，并与与其他学科进行横向渗透联系。

（二）进行新课1、光的波粒二象性教师：讲述光的波粒二象性。

在学生的辨析说明下进行归纳整理。

（1）我们所学的大量事实说明：光是一种波，同时也是一种粒子，光具有波粒二象性。

光的分立性和连续性是相对的，是不同条件下的表现，光子的行为服从统计规律。

物理：17。

3 粒子的波动性导学案（人教版选修3—5）编写人：曹树春审核：高二物理组寄语：我奋斗，所以我快乐！学习目标:1．了解光既具有波动性，又具有粒子性。

2．知道实物粒子和光子一样具有波粒二象性。

3．知道德布罗意波的波长和粒子动量关系。

学习重点：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。

学习难点:实物粒子的波动性的理解。

学习过程：前面我们学习了有关光的一些特性和相应的事实表现,那么我们究竟怎样来认识光的本质和把握其特性呢?请同时举出相应的事实基础.1、光的波粒二象性________________________________________即光具有波粒二象性。

2、光子的能量与频率以及动量与波长的关系。

ε______ =p______=3、粒子的波动性谁大胆地将光的波粒二象性推广到实物粒子?只是因为他大胆吗?（1）德布罗意波实物粒子也具有______，这种波称之为______，也叫德布罗意波。

(2）物质波波长λ______=______=λ为德布罗意波长,h为普朗克常量,p为粒子动量.4．物质波的实验验证B（1）阅读教材后回答粒子波动性难以得到验证的原因？1927年戴维孙和汤姆孙分别利用晶体做了____________的实验,得到了衍射图样，从而证实了________的波动性。

他们为此获得了1937年的诺贝尔物理学奖。

一颗子弹、一个足球有没有波动性呢？B（2）质量m = 0。

01kg，速度v = 300 m/s 的子弹的德布洛意波长？计算结果表明什么？知识巩固：A1．在历史上,最早证明了德布罗意波存在的实验是( ）A。

弱光衍射实验B．电予束在晶体上的衍射实验C．弱光干涉实验D．以上都不正确B2．关于物质波以下说法正确的是( )A。

实物粒子具有粒子性，在任何条件下都不可能表现出波动性B．宏观物体不存在对应波的波长C．电子在任何条件下都能表现出波动性D．微观粒子在一定条件下能表现出波动性B3．对光的认识，下列说法中正确的是( )A．个别光子的行为表现出粒子性，大量光子的行为表现出波动性B．光的波动性是光予本身的一种属性，不是光子之间的相互作用引起的C。

17.3 粒子的波动性一、核心素养通过《粒子的波动性》的学习过程，让学生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。

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。

培养学生的科学文化素质──科学方法、科学意识、科学精神。

二、教学目标1. 通过史实的回顾，感受人类对光的认识过程的曲折性，了解光的波粒二象性的内容。

2. 知道实物粒子具有波动性，领会类推的研究方法和用历史的观念来看问题，感悟科学家的探求精神。

3. 通过对德布罗意波的实验对象的选择和实验方案的设计，感受实验研究这一重要的研究方法。

4. 通过对显微镜的分析学习，感受科学的成就推动了技术的进步。

三、学情分析粒子的波动性是《人教版选修3-5》第十七章第三节内容，主要包括了解光的波粒二象性，知道实物粒子的波动性和物质波的实验验证。

学生在《选修3-4》中已经学习了光的波动性的知识，在本章第二节又学习了光的粒子性的知识，通过光的本性的史实回顾，了解光的波粒二象性难度不大。

类推的思想方法在高中物理学习中曾多次运用，学生能从科学家的工作中感悟科学探究，以及向固有观念的大胆挑战。

这其中蕴含的教育功能是非常重要的，教学中要突出体现和渗透。

学生明白，任何一个假设的验证，都必须依靠实验。

实验如何设计，在设计过程中技术问题如何解决，是本节课思维量最大的部分，也是最能锻炼学生能力的部分，这一教学环节的设计显得尤为重要。

建立具体的情境，通过问题的引导，学生在探究中完成这个实验方案。

四、教学重点、难点1. 实物粒子的波动性、类推的研究方法、对固有观念的挑战2. 物质波实验方案的设计、技术问题的解决五、教学活动课前：登陆优教平台，发送预习任务。

根据优教平台上学生反馈的预习情况，发现薄弱点，针对性教学。

1、光的波粒二象性：【讲授、提问】很久以前，人类就在思考这样一个问题：光是什么？人类对光的本性的研究构成了一部科学史诗。

粒子的波性教课目1．知与技术（1）知道光、物粒子拥有波粒二象性；（2）知道德布意假的内容，公式表达；（3）认识物波的程。

2．程与方法（1）沿着物理学家的研究程睁开教课，尽量再物理学家的思想和研究方法。

（2）通“小” 比，而理解宏物体的波性不明，并找到物波的方法3．感情度与价（ 1）感觉人光的美好、波折程，欣物理学的称美，领会含的哲学思想。

（ 2）从科学家的工作中感悟科学研究：怎样向固有念挑，提出勇敢猜想和假，怎样找有效的方法加以⋯⋯。

（3）培育学生的科学文化素──科学方法、科学意、科学精神。

教课要点物粒子和光子一拥有波粒二象性，德布意波和粒子量关系。

教课点物粒子的波性的理解。

教课方法学生－沟通－教解－教课器具件： PP 演示文稿（科学家介，本知构）。

多媒体教课。

复回（引入新）1．人光的──一部科学史2．──粒子性、颠簸性之间的桥梁讲解新课1．德布罗意的总结──承前启后19世纪以来，光学上着重颠簸方面的研究，忽略了粒子方面的研究；而实物粒子的研究上，能否发生了相反的错误？师：“相反的错误”指什么？生：实物粒子的研究只着重了粒子性，而忽略了颠簸性。

2．（自学）德布罗意假说──科学的狂想曲，回答下列问题：（1）德布罗意假说的内容？实物粒子也拥有颠簸性；每一个运动的粒子都与一种波对应。

（2）物质波的观点？与实物粒子相联系的波──德布罗意波。

（3）物质波的频次、波长公式？，3．物质波的考证师：怎样考证德布罗意假说？生：假如能察看到实物粒子的干预、衍射现象，得以考证。

师：发生显然衍射的条件？生：阻碍物或小孔的尺寸跟波长差不多，或许比波长还要小。

4．练习稳固，（ 1）计算：一个质量为0． 01kg，速度为 300m/s 的子弹，对应的德布罗意波长？分析：问题：为何不易察看到宏观物体的颠簸性？（ 2）计算：一个本来静止的电子，经过100v 的电压加快后，对应的德布罗意波长？分析：，，问题：分子直径的数目级？（）师点拨：电子的德布罗意波长与分子直径相当，电子束照到晶体上，两晶格的狭缝可使电子发生显然的衍射。

3 粒子的波动性 - 人教版选修3-5教案
一、教学目标
1.掌握粒子波动性的基本概念和实验依据。

2.理解粒子的波粒二相性质。

3.掌握德布罗意波长的计算方法。

4.了解应用波动性研究物质的最新研究进展。

二、教学重难点
1.理解粒子的波粒二相性质。

2.掌握德布罗意波长的计算方法。

三、教学内容及步骤
1.粒子波动性的基本概念及实验依据
–介绍黑体辐射和康普顿效应实验中的波粒二相性。

–引出粒子波动性的基本概念。

–讲解干涉和衍射实验的原理及结果。

2.粒子的波粒二相性质
–介绍光的波粒二相性质。

–引出粒子的波粒二相性质。

–推导质点的德布罗意方程。

3.德布罗意波长的计算方法
–推导德布罗意波长公式。

–计算质点的德布罗意波长。

4.应用波动性研究物质的最新研究进展
–简述近年来应用波动性研究物质的最新研究进展。

–探讨波动性在纳米材料、单分子、生物分子等领域中的应用。

四、板书设计
3 粒子的波动性
3 粒子的波动性
五、教学方法
1.课堂授课。

2.实验演示。

3.小组讨论。

六、课时安排
本课时1.5课时。

七、教学资源
实验设备：光电效应实验装置，微粒子衍射实验装置，粗单缝衍射实验装置，双缝干涉实验装置。

八、教学反思
1.本课程需要掌握的知识点较多，需要较长的时间来讲解和实验演示。

2.学生常常只对实验部分感兴趣，对于理论部分缺少兴趣。

因此需要加强理论知识的讲解和应用解释。

粒子的波动性教案一、教学目标：1.了解粒子的波动性的概念和基本原理。

2.掌握粒子的波粒二象性与光的波粒二象性的异同。

3.了解粒子的波动性在物理学研究中的应用。

二、教学重点：1.粒子的波动性的概念和基本原理。

2.粒子的波动性与光的波动性的异同。

三、教学难点：四、教学方法：讲授法、示范法、实验法。

五、教学过程：Ⅰ.知识准备环节1.导入新课教师出示一张美术作品，要求学生就这幅画描述自己的感受，并讨论了下列问题：（1）这幅画是物质吗？（2）你能否想象这幅画是波动的？（3）观察到的粒子和波动是同一种存在吗？通过这个导入引发学生对本节课要学习的粒子的波动性主题的思考，激发学生的学习兴趣。

2.讲授活动（1）粒子与波动的概念教师介绍粒子和波动的概念，并通过图片和简单实验，示范粒子与波动的特点和性质。

（2）粒子的波动性教师向学生讲解粒子的波动性，并介绍科学家德布罗意提出的德布罗意假设，即粒子具有波动性。

（3）光的波粒二象性教师通过实验或图片讲解给学生光的波粒二象性的概念。

（4）粒子的波动性与光的波动性的异同教师让学生比较粒子的波动性和光的波粒二象性的异同，并指导学生总结它们的共同点和不同点。

II.知识扩展环节1.粒子波动性理论在物理学研究中的应用教师向学生介绍粒子波动性理论在物理学研究中的应用，如电子显微镜、量子力学等。

2.讨论与实验活动教师引导学生就以上内容进行讨论和实验，让学生自主探究粒子的波动性在物理学研究中的应用。

III.归纳总结环节教师指导学生对本节课所学的内容进行归纳总结，让学生尽量独立完成归纳总结。

IV.教学拓展环节教师让学生读取相关资料，了解粒子的波动性在现代科技发展中的应用，并分析其对科技发展的影响。

六、课堂小结：七、教学反思：本节课通过引发学生对粒子的波动性的思考，激发了学生的学习兴趣。

通过讲解、实验和讨论等多种教学方法，使学生对粒子的波动性有了初步的了解，并了解了粒子波动性在物理学研究中的应用。

3崭新的一页：粒子的波动性知识点一：光的波粒二象性1.光的波粒二象性：光既具有波动性，又具有粒子性。

2.光子的能量：ε=hv3.光子的动量：p=h/λ注意：物理量ε和p描述光的粒子性，物理量v和λ描述光的波动性，h架起了粒子性与波动性的桥梁。

知识点二：粒子的波动性1.德布罗意波：任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波与它对应，这种与实物粒子相联系的波称为德布罗意波，也称物质波。

2.波的频率：v=ε/h波的波长：λ=h/p说明：ε为粒子的能量，p为粒子的动量知识点三：物质波的实验验证1927年戴维孙和G。

P。

汤姆孙分别利用晶体做了电子束衍射的实验，得到了类似下图的衍射图样，从而证实了电子波动性。

他们为此获得了1973年的诺贝尔物理学奖。

拓展点一：光的波粒二象性的理解1.光本性学说的发展简史2.光的波粒二象性的理解拓展点二：对物体波的理解1．我们平时所看到的宏观物体运动时，我们看不见它们的波动性，但也有一个波长与之对应，例如飞行子弹的波长约为10—Nm，这个波长实在是太小了。

2．波粒二象性是微观粒子的特殊规律，一切微观粒子都存在波动性；宏观物体也存在波动性，只是波长太小，难以观测。

3．对于光，先有波动图象(即v和入)，其后在量子理论中引入光子的能量ε和动量p 来补充它的粒子性。

反之，对于实物粒子，则先有粒子概念(即ε和p)，再引用德布罗意波(即v和λ)的概念来补充它的波动性。

不过要注意这里所谓波动性和粒子性，实际上仍然都是经典物理学的概念，所谓补充仅是形式上的。

综上所述，德布罗意的推想基本上是爱因斯坦于1905年关于光子的波粒二象性理论(光粒子由波伴随着)的一种推广，使之包括了所有的物质微观粒子。

问题一对光的波粒二象性的理解下列有关光的波粒二象性的说法中，正确的是( )A．有的光是波，有的光是粒子B．光于与电子是同样的一种粒子C．光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著D．大量光予的行为往往显示出粒子性[解析] 一切光都具有波粒二象性，光的有些行为(如干涉、衍射)表现出波动性，光的有些行为(如光电效应)表现出粒子性，所以，不能说有的光是波，有的光是粒子。

第3节粒子的波动性1．光的干涉、衍射、偏振现象说明光具有波动性，光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性；即光具有波粒二象性。

2．光子的能量ε＝hν和动量p ＝h λ是描述物质的粒子性的重要物理量，揭示了光的粒子性和波动性之间的密切关系。

3．德布罗意波又叫物质波，其波长和频率分别为：λ＝h p ，ν＝εh。

一、光的波粒二象性 1．光的波粒二象性光既具有波动性，又具有粒子性，即光具有波粒二象性。

2．光子的能量和动量 (1)能量：ε＝hν。

(2)动量：p ＝hλ。

(3)意义：能量ε和动量p 是描述物质的粒子性的重要物理量；波长λ和频率ν是描述物质的波动性的典型物理量。

因此ε＝hν和p ＝hλ揭示了光的粒子性和波动性之间的密切关系，普朗克常量h 架起了粒子性与波动性之间的桥梁。

二、粒子的波动性及实验验证 1．粒子的波动性 (1)德布罗意波：每一个运动的粒子都与一个对应的波相联系，这种与实物粒子相联系的波称为德布罗意波，也叫物质波。

(2)物质波的波长、频率关系式：波长：λ＝hp频率：ν＝εh。

2．物质波的实验验证(1)实验探究思路：干涉、衍射是波特有的现象，如果实物粒子具有波动性，则在一定条件下，也应该发生干涉或衍射现象。

(2)实验验证：1927年戴维孙和汤姆孙分别利用晶体做了电子束衍射实验，得到了电子的衍射图样，证实了电子的波动性。

(3)说明：①人们陆续证实了质子、中子以及原子、分子的波动性，对于这些粒子，德布罗意给出的ν＝εh和λ＝hp关系同样正确。

②宏观物体的质量比微观粒子的质量大得多，运动时的动量很大，对应的德布罗意波的波长很小，根本无法观察到它的波动性。

1．自主思考——判一判(1)德布罗意认为实数粒子也具有波动性。

(√)(2)光的波粒二象性彻底推翻了麦克斯韦电磁理论。

(×)(3)波长较长的光只有波动性，没有粒子性。

(×)(4)向前飞行的子弹具有波动性。

(√)2．合作探究——议一议(1)光的波动性与粒子性跟光波频率高低、波长的长短有怎样的关系？提示：光波频率越低，波长越长，光的波动性越明显；光波频率越高，波长越短，光的粒子性越明显。