《粒子的波動性和量子力學(xué)的建立》學(xué)習(xí)任務(wù)單

《粒子的波動性和量子力學(xué)的建立》學(xué)習(xí)任務(wù)單學(xué)習(xí)任務(wù)單課程基本信息學(xué)科：高中物理年級：高二學(xué)期：下學(xué)期課題：人教版（2019）選擇性必修第三冊第四章原子結(jié)構(gòu)和波粒二象性5、粒子的波動性和量子力學(xué)的建立學(xué)生信息姓名：[具體姓名]學(xué)校：[具體學(xué)校]班級：[具體班級]學(xué)號：[具體學(xué)號]學(xué)習(xí)目標(biāo)目標(biāo)一：知道粒子波動性的概念，能夠說出一些表現(xiàn)出波動性的粒子例子；目標(biāo)二：理解德布羅意波長公式，能運(yùn)用該公式進(jìn)行簡單計(jì)算；目標(biāo)三：了解量子力學(xué)建立的過程中的一些關(guān)鍵事件和人物；目標(biāo)四：能將粒子波動性的知識與生活中的一些現(xiàn)象聯(lián)系起來解釋。課前學(xué)習(xí)任務(wù)1、閱讀教材第[X]頁到第[Y]頁關(guān)于粒子波動性和量子力學(xué)建立的部分內(nèi)容，就像你在探索一個(gè)神秘的寶藏地圖一樣，把那些關(guān)鍵的知識點(diǎn)先找出來。2、在網(wǎng)上搜索一些關(guān)于量子力學(xué)的有趣小視頻，比如“粒子波動性的奇妙世界”之類的，觀看后簡單記錄下你印象最深刻的一點(diǎn)。課上學(xué)習(xí)任務(wù)思考：大家有沒有想過，我們平?？吹降哪切┬×Ｗ樱耠娮影?，質(zhì)子啊，它們會不會像水波一樣波動呢？就好像我們看池塘里的水，有小波浪在動。那這些微小的粒子會不會也有這樣類似的波動行為呢？【學(xué)習(xí)任務(wù)一】粒子的波動性1、波動性的發(fā)現(xiàn)-故事時(shí)間：科學(xué)家們在研究微觀世界的時(shí)候，就像偵探在找線索一樣。他們發(fā)現(xiàn)有些現(xiàn)象用以前的知識解釋不通。比如說，電子這個(gè)小小的家伙，在一些實(shí)驗(yàn)里，它的行為很奇怪，不像我們之前認(rèn)為的只是一個(gè)單純的粒子。后來經(jīng)過不斷地探索，發(fā)現(xiàn)電子竟然有波動性。這就好比你一直以為你家的小貓只會走路，結(jié)果有一天發(fā)現(xiàn)它還會像小蛇一樣蜿蜒爬行，是不是很神奇呢？-波動性的概念：簡單來說，粒子的波動性就是粒子有時(shí)候會表現(xiàn)出像波一樣的特性，比如干涉和衍射現(xiàn)象。-舉例：電子的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)就像一場神奇的魔術(shù)表演。當(dāng)電子一個(gè)一個(gè)地發(fā)射通過兩條縫的時(shí)候，最后在屏幕上竟然出現(xiàn)了干涉條紋，就像水波干涉一樣。這就說明電子具有波動性。那大家想想，還有哪些粒子可能也有這樣的波動性呢？2、德布羅意的假設(shè)-德布羅意這個(gè)聰明的家伙，他提出了一個(gè)大膽的假設(shè)。他說所有的粒子都具有波動性，就像他打開了一扇通往新的微觀世界認(rèn)知的大門。-德布羅意波長公式：λ=h/p，這里的λ就是德布羅意波長，h是普朗克常量（這個(gè)常量就像微觀世界里的一個(gè)神秘?cái)?shù)字），p是粒子的動量。-小練習(xí)：如果一個(gè)電子的動量是[具體數(shù)值]，那它的德布羅意波長是多少呢？大家可以試著算一算?！緦W(xué)習(xí)任務(wù)二】量子力學(xué)的建立1、早期探索者-講述量子力學(xué)建立過程中的那些先驅(qū)者們的故事。比如普朗克，他就像一個(gè)勇敢的開拓者。當(dāng)時(shí)物理學(xué)界面臨著一個(gè)難題，就是關(guān)于黑體輻射的問題。普朗克提出了能量量子化的概念，就像他發(fā)明了一種新的計(jì)數(shù)方法來解釋黑體輻射的規(guī)律。他假設(shè)能量不是連續(xù)的，而是一份一份的，這在當(dāng)時(shí)可是一個(gè)非常大膽的想法，就像說這個(gè)世界上的水不是連續(xù)的液體，而是一粒一粒的水球一樣。-愛因斯坦的貢獻(xiàn)：愛因斯坦也是量子力學(xué)發(fā)展中的重要人物。他對光電效應(yīng)的解釋，進(jìn)一步支持了量子化的概念。他就像一個(gè)接力賽中的選手，接過了普朗克的接力棒，繼續(xù)推動量子力學(xué)向前發(fā)展。他提出光子的概念，認(rèn)為光也是由一份一份的光子組成的。2、關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)和理論發(fā)展-康普頓效應(yīng)：這個(gè)效應(yīng)就像一個(gè)新的證據(jù)，證明了光子不僅具有能量，還具有動量。這就像發(fā)現(xiàn)你手里的小玩具，不僅能發(fā)光，還能像小錘子一樣有沖擊力。這個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步鞏固了量子理論。-薛定諤方程：薛定諤這個(gè)大神，他建立了薛定諤方程，就像他創(chuàng)造了一個(gè)魔法公式，可以用來描述微觀粒子的狀態(tài)。這個(gè)方程就像一個(gè)神秘的魔法盒，把微觀粒子的波動性和粒子性都裝了進(jìn)去?！緦W(xué)習(xí)任務(wù)三】粒子波動性在生活中的體現(xiàn)（或者說類似的體現(xiàn)）1、想象一下，在我們的生活中有沒有什么東西可能和粒子波動性有點(diǎn)相似的呢？比如說，我們在看一些3D電影的時(shí)候，有時(shí)候會感覺畫面里的東西好像是立體的，從屏幕里出來了。這有點(diǎn)像粒子的波動性產(chǎn)生的干涉和衍射效果，給我們一種視覺上的錯(cuò)覺。大家可以再開動小腦筋，想想還有沒有其他類似的例子呢？2、小組討論：分成小組，每個(gè)小組討論一個(gè)生活中的現(xiàn)象，然后試著用粒子波動性的知識來解釋一下。比如說，為什么有些材料看起來顏色很特別，是不是和粒子波動性有關(guān)系呢？總結(jié)提升：今天在這個(gè)微觀世界的奇妙之旅中，我們都學(xué)到了什么呢？我們知道了粒子也有波動性，就像那些小小的電子、質(zhì)子也會像波一樣波動。我們還了解了德布羅意波長公式，這個(gè)神奇的公式可以讓我們計(jì)算粒子的波長。還有量子力學(xué)建立過程中的那些偉大的科學(xué)家們，他們像一群勇敢的探險(xiǎn)家，一步一步揭開了微觀世界的神秘面紗。那大家覺得，我們今天學(xué)的這些知識，對我們理解這個(gè)世界有什么新的啟發(fā)呢？課堂習(xí)題：【練習(xí)1】下列關(guān)于粒子波動性的說法正確的是（）A.只有電子才有波動性B.粒子的波動性是一種虛構(gòu)的概念，實(shí)際上不存在C.所有粒子都具有波動性D.大的物體也具有明顯的波動性【練習(xí)2】根據(jù)德布羅意波長公式，如果一個(gè)質(zhì)子的動量增大，那它的德布羅意波長會（）A.增大B.減小C.不變D.無法確定【練習(xí)3】以下哪位科學(xué)家提出了能量量子化的概念？（）A.德布羅意B.薛定諤C.普朗克D.愛因斯坦課后作業(yè)：1、完成教材第[Z]頁的練習(xí)題，就像給今天的學(xué)習(xí)