粒子的波动性和量子力学的建立【教学目标】一、知识与技能1．知道德布罗意波的波长和粒子动量关系。2．了解量子力学的建立过程。二、过程与方法1．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。2．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。【教学过程】一、复习提问、新课导入我们已经知道：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。光子在空间各点出现的概率遵从波动规律，物理学中把光波叫做概率波。而电子、质子等实物粒子是具有粒子性的，那么，实物粒子是否也会同时具有波动性呢？二、新课教学（一）粒子的波动性法国科学家德布罗意考虑到普朗克能量子和爱因斯坦光子理论的成功，大胆地把光的波粒二象性推广到实物粒子。他认为，“整个世纪以来（指19世纪）在光学中比起波动的研究方法来，如果说是过于忽视了粒子的研究方法的话，那么在实物的理论中，是否发生了相反的错误呢？是不是我们把粒子的图象想得太多，而过分忽略了波的图象呢？”1．德布罗意波实物粒子也具有波动性，这种波称之为物质波，也叫德布罗意波。一个质量为m的实物粒子以速率v运动时，即具有以能量ε和动量p所描述的粒子性，同时也具有以频率v和波长l所描述的波动性。而且v=εh，λ=hp。后来，大量实验都证实了：质子、中子和原子、分子等实物微观粒子都具有波动性，并都满足德布罗意关系。结论：一切实物粒子都具有波动性。实物粒子的波粒二象性的意思是：微观粒子既表现出粒子的特性，又表现出波动的特性。这种和实物粒子相联系的波称为德布罗意波（物质波或概率波），其波长称为德布罗意波长。2．德布罗意波长由光的波粒二象性的思想推广到微观粒子和任何运动着的物体上，得出物质波（德布罗意波）的概念：任何一个运动着的物体都有一种波与它相对应，该波的波长??=ℎ/??。例题1：试估算一个中学生在跑百米时的德布罗意波长。解：一个中学生的...
