4.5 粒子的波动性和量子力学的建立 教学设计 -2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册

教学设计 课程基本信息 学科 物理 年级 高二 学期 秋季 课题 粒子的波动性和量子力学的建立 教学目标 1.物理观念：知道德布罗意波的波长和粒子动量关系（G2），了解量子力学的建立过程（G1）。 2.科学思维：知道某一物质在不同环境下所表现的不同规律特性，通过实验现象比较分析实物粒子的运动特性，逐步验证德布罗意波的观点（S2、S3）。 3.科学探究：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(T2) 4.科学态度与责任：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(Z1)。通过相关理论的实验验证，逐步形成严谨求实的科学态度（Z2）。通过了解电子衍射实验，了解创造条件来进行有关物理实验的方法。 教学内容 教学重点： 1. 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： 1. 实物粒子的波动性的理解。 教学过程 教学环节 主要教学活动 PPT画面 设计意图 新课导入 复习导入：光的波粒二象性 结合之前学习的光的干涉、衍射、偏振证明光是一种波;光电效应、康普顿效应等证明光是一种粒子，即光具有波粒二象性; 提问：实物粒子是否具有光相同的性质? 引出本节课课题：：粒子的波动性和量子力学的建立。 了解物理学历史的发展过程，引入波粒二象性的概念 粒子的波动性 介绍德布罗意在其博士论文中提出的质疑。 提问：如果你是德布罗意，你如何证实自己的猜想？ 计算：一个静止的电子，质量为m，电荷量为e，经电压为U的电场加速后，德布罗意波长为多少？ 了解德布罗意假说 介绍戴维森用单晶晶体完成电子束衍射实验，G.P.汤姆孙（J.J.汤姆孙之子）用多晶晶体完成电子束衍射实验。验证电子具有波动性。 提问：为什么我们看不到实物粒子的波动性呢？ 提问：研究物质波有什么意义？ 了解电子衍射、干涉的实验，领会理论与实验验证的关系。 知道科学奖在这一领域的相关的成就。 感受物质波的波长很小，人无法直接感知。 了解研究物质波对社会发展的意义。 量子力学的建建立 回顾之前所学的微观世界的所有理论，进行梳理比较，提炼出共同部分。依次介绍科学家们在量子力学建立过程中的重要理论和贡献 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(Z1)。通过相关理论的实验验证，逐步形成严谨求实的科学态度（Z2）。 量子力学的应用 播放量子力学的应用视频 介绍我国在量子领域的最新成就 了解知识、技术、社会与环境之间的关系，增强社会责任感；感受我国在科技领域的成就，增强民族自豪感。 学科网（北京）股份有限公司 $$