第一篇：物理教案《物质的量》
一、教材分析
1.教材的地位与作用：
本节课是人教版教材必修1，化学家眼中的物质世界专题，丰富多彩的化学物质单元，第二标题。物质的量是化学教学中的一个十分重要的概念，它贯穿于高中化学的始终，在化学计算中处于核心地位。在此之前，学生主要从定性的角度或简单的定量角度去学习化学知识，而《物质的量》这一节的学习会使学生对化学中的“量”有一个新的认识。因此教好物质的量的概念，不仅能直接帮助学生掌握好本章中的有关摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度的计算，而且也为以后进一步学习有关的计算打下基础。所以，物质的量的教学不仅是本章的重点，也是整个中学化学教学的重点之一。
2.教学目标：
(1)知识目标：掌握物质的量及其单位—摩尔的含义;理解阿伏加德罗常数的含义;通过练习掌握物质的量与物质微粒数目间的关系，初步认识到物质的量与物质质量之间的关系。
(2)能力目标：提高逻辑推理、抽象概括以及运用化学知识进行计算的能力。
(3)情感目标：通过学习概念的推导及应用，形成相信科学、尊重科学、依靠科学的思想;养成学习自然科学的兴趣及不断进取、创新的优良品质。
3.教学重点、难点：
使学生掌握摩尔的概念及物质的量与物质微粒间的转化。
二、教学方法分析
(1)采取目标分层教学法
课前五分钟检测主要是为了加深学生对微粒间转换的理解与应用，为课堂教学的顺利进行做好铺垫。新课教学主要采取对比归纳法：通过与生活中的某些质量小，数量大的实例对比指出化学反应中存在的相同情况--提出物质的量的概念;通过与其它基本物理量和单位的对比提出摩尔的概念，帮助学生通过对比理解和记忆物质的量与摩尔的关系;通过与生活中实例对比(一盒粉笔，一打羽毛球)重点说明摩尔的概念，以此使学生对抽象的摩尔概念具体化;通过适当的分层练习强调指出学习摩尔需要注意的问题并帮助学生由浅入深的掌握本节知识。
(2)讲练结合课上讲练结合的教学方式不仅能使老师很快掌握学生的情况，更能让学生及时地熟悉所学知识。
三、学生情况分析
对于化学课的学习，高一学生中还有相当一部分需要老师将一个知识点多次讲练以强化其理解与记忆，因为学生对新概念的接受速度较慢，遗忘速度快。由于物质的量这一节的概念比较抽象，限于接受能力，不能要求学生对这部分内容理解透彻。因此在教学中，要考虑学生的接受能力。
四、教学程序
[课前检测]：(1)1个H2O中含___个H，___个O，___个原子。
(2)105个H2SO4中含___个H，___个S，___个O，___个原
(3)1个C中含___个质子，___个电子。
(4)1个NH3中含___个质子，___个电子。
(帮助学生回忆微粒间的转换关系，为从“个--> 摩尔”的转化做好铺垫)
[导入]：
(1)由一句古诗：“谁知盘中餐，粒粒皆辛苦”中大米的单位(粒)和实际生活中并不使用粒的矛盾为后来引出化学反应中微粒的小和多提供思考模式。
(2)通过反应方程式：C + O2 === CO2 引导学生讨论：反应实质是什么?(微粒间的反应);实际中是采用称取质量的方法进行反应，质量如何体现反应的实质?已知一个碳原子的质量是 1.993X10-23g , 计算12g碳含多少个碳原子?(约6.02X1023个碳原子)
[小结]：用所学的知识表达反应实质是很麻烦的，必须引进一个新的物理量--物质的量[新课讲解]：物质的量：表示物质微粒数目多少的物理量。
[投影]：1971年第14次国际计量大会确定七个基本物理量：
[思考]：既然物质的量是表示物质微粒数目多少的物理量，为什么单位不是“个”，而是“摩尔”，两者有何关系?
[举例并讨论]： 一盒粉笔----50支粉笔
一打羽毛球----12支羽毛球
一箱啤酒----24瓶啤酒
一摩尔微粒----?个微粒
(通过联系生活中小和多的统一的实例来帮助学生理解摩尔的概念，并由此引出阿伏加德罗常数)
[讲解]： 一摩尔微粒----NA个微粒
阿伏加德罗常数(NA)：12g C-12(含六个质子六个中子的碳原子)所含碳原子个数，约等于6.02X1023mol-1。(在导入中，学生已通过计算得到此数据)
摩尔：物质的量的单位。简称：摩 符号表示：mol
每摩尔物质含阿伏加德罗常数个微粒。
[投影练习1]：1mol碳原子含有_______个碳原子
1mol铁原子含有_______个铁原子
1mol氧气含有________个氧分子
1mol硫酸含有________个硫酸分子(基本概念的理解
[归纳小结]：学习物质的量需要注意的问题：
(1)物质的量--物理量，摩尔--单位;
(2)研究对象--微观粒子(原子、分子、离子、质子、中子、电子、原子团或特定组合)
(3)使用时必须指明微粒名称：
[例]： 两种方法：
文字表达--碳原子，硫酸分子，氧气分子，氢氧根离子
符号表达--C，H2SO4，O2，OH—
[投影练习2]： 根据物质的量和摩尔的概念判断正误：
1.摩尔是七个基本物理量之一。(摩尔是单位)
2.1mol氢，1mol原子氧。(物质的量研究对象是微粒)
3.阿伏加德罗常数无单位。
4.物质的量就是物质的质量。
(强调学习基本概念所需要注意的问题)
[总结]：再次对所介绍概念进行复习与强调以加深学生对这些概念的重视与理解。
[投影练习3]：1.1mol水分子中含有_______个水分子
2.0.5mol水分子中含有________个水分子
3.4mol水分子中含有________个水分子
4.1.204X1024个水分子是_______摩尔水分子
(不再是简单的1mol微粒，稍加深难度)
[投影练习4]： 1、1mol氧气分子中含有_______个氧分子，含有____个氧原子，___摩尔氧原子。(O2 ~2O)
2、0.5mol水分子中含有___摩H2O，___摩H，___摩O___个H2O，___个H，___个O(H2O ~ 2H ~ O)
3、0.1mol Na2SO4中含有___mol Na+, ___mol SO42-
4、1mol C含有___mol质子，3.5mol C 含有___mol质子(1个C~ 6个质子)
5、1mol Na+ 含有___mol电子, 10mol Na+ 含有___个电子(1个Na+ ~ 10个电子)
(提高难度，让学生通过练习自己总结出由已知微粒的物质的量到与之相关联的微粒的物质的量的计算方法)
[小结]：物质的量与微粒数之间的转换：物质的量 ======== 微粒数 NA
[随堂检测]：
A、1mol HCl 含____个HCl 分子，1.806X1024个HCl分子的物质的量是____mol。(考查基本概念的掌握程度)
B、0.5mol H2SO4 含有____mol H , ____mol S，____mol O, 共_____mol原子。(考查由物质的量向所含原子数的运算方法)
C、3.01X1023个Cl— 的物质的量是___mol，含___个电子，含____mol电子，含_____个质子，含______mol 质子。
(考查给出离子的微粒个数，如何算出离子及所含质子、电子的物质的量)
[讨论]：1摩尔的任何物质的质量是多少?
(通过学生自己阅读发现物质的量和物质质量间的关系)
五、板书
1、定义：表示物质微粒数目多少的物理量。
2、单位：摩尔--简称：摩 符号表示：mol
(1)每摩尔物质含有阿伏加德罗常数个微粒。
(2)阿伏加德罗常数(NA)：12g C-12所含碳原子数 NA =6.02X1023 mol-
13、注意：
(1)物质的量是物理量，它的单位是摩尔。
(2)研究对象：微观粒子(原子、分子、离子、质子、中子、电子、原子
团或特定组合)。
(3)使用时必须指明微粒名称。
4、物质的量与微粒数之间的转换：物质的量 ======== 微粒数 NA
第二篇：初二物理教案物体的质量
初二物理教案物体的质量
编者按：查字典物理网小编为大家收集发布了初二物理教案物体的质量，希望对大家有所帮助。
初二物理教案物体的质量
课型：新授 主编人：XXX 审核人：初二备课组
班级： 姓名： 学号
【教学目标】
1.道德目标： 逐渐感受世界的物质性，逐步学会科学的思维方法
2.情智目标：
①感情目标：
②认识目标： 初步认识质量的概念，感受质量单位的大小;了解天平的结 构，学会正确使用托盘天平。
【教学时间】(1 学时)
【教学过程】
(一)感情调节(多媒体)
(二)自学与互帮
1.自学内容一：P2小明与小华的对话
自学方法：
(1)铁锅和铁钉，它们都是由 组成的，含的铁多。
举例：木课桌和木凳子，它们都是由 组成的，含的木头多。
生活中我们把铁锅、铁钉、木课桌、木凳子叫物体，把铁、木叫物质。
释疑：形状、大小都相同的大理石和泡沫，它们不同之处是：、。
(2)质量的概念： 所含 的多少叫做物体的质量
(3)比较下列三组物体中谁的质量大：
大胖子和小瘦子;一把铝勺和一口铝锅;一把大铁锤和一枚小铜钉
2.自学内容二： P2质量的单位
自学方法：(1)国际单位中，质量的单位是，符号是 常用的单位还有、、，用符号表示分别是、、。
(2)一只铁球的 质量是2千克这句话的物理含义是。(3)单位换算：0.5 t = kg 680mg = t 75g = kg
(4)估测物体的质量：一张邮票50 一个中学生60
一只苹果150 一只大公鸡3
3.自学内容三：P2-3信息快递 托盘天平使用说明
(1)托盘天平主要有 等几部分组成。
(2)天平的使用：
①天平的调节：第一步，将天平放在 工作台上;第二步，先将 移至标尺左端的 处，再调节横梁上的，使指针对准 的刻度线。
②称量：被测物体放 盘，砝码放 盘;用 按从大到小的顺序加减砝码;
③读数：被测物体的质量= 总质量+ 所示质量
④整理
(3)阅读P3图6-2，指出天平使用中的错误
(4)生活中测质量的工具还有、、、。(三)练习(解题、互阅或自阅)
1.在实验室里用________测物体的质量，在某 次 实验中所用砝码的个 数和游码的位置如图所示，那么该物体的质量是__________g.2.某人测量了一些数据，但忘了写单位，请补上合适的单位：
①一个鸡蛋的质量约50________，②一个苹果的质量约150________，③一瓶白酒的质量约500_ ____ ___，④一瓶雪碧的质量约1.25____ ____，3.用托盘天平称物体质量时，当把一只最小的砝码加入右盘时嫌多，而取出这只最小的砝码又嫌少，这时应通过___________使天平平衡，从而称出物体的质量.4.下列质量中，最小的是()
A.1.1910-7t B.125 mg C.0.13 g D.0.000 12 kg
5.托盘天平横梁上都有标尺和游码，向右移动游码的作用是()
A.相当于向左调节平衡螺母 B.代替指针用来指 示平衡
C.相当于在左盘中加小砝码 D.相当于在右盘中加小砝码
(四)知者加速
1.1kg的 棉花和1kg的铁块相比较，下列说法中正确的是()
A.棉花所含物质较多 B.铁块所含物质较多
C.棉花和铁块所含物质一样多 D.无法比较棉花和铁块所含物质的多少
(五)因人作业(适度作业量，知者加速)
《必学教程》P1-4
第三篇：2013八年级上物理教案(第一节质量)
雅酉镇九年一贯制学校优质课教案设计
课
题：
第一节
质
量
设 计 人：
设计时间： 2013年11月25日
教学内容：教材第108页——112页。
1、质量的定义和单位；
2、质量的测量与天平的使用；
3、实验——用天平测量固体和液体的质量；
4、质量不随它的形状、物态和位置而改变。教学目标：
一．知识与技能：1．初步认识质量的概念，知道质量的单位；2．了解天平的构造，掌握天平的使用方法。
3、认识质量是不随物体的形状、状态、空间位置和温度而变的物理量。
二、过程与方法：1．体验一些物体的质量，对一些常见物体的质量有估测的能力；2．通过用天平测量常见的固体和液体的质量，掌握天平的使用方法；3．通过观察、实验，认识质量是不随物体的形状、状态、空间位置和温度而变的物理量。
三．情感态度与价值观：1．通过天平使用的技能训练，培养学生严谨的科学态度与协作精神；2．通过对物质质量的测量，获得成功的喜悦； 教学重点：质量的单位和用天平来测质量。
教学难点：正确使用天平测量固体和液体的质量。教法学法：实验演示法，讨论法。教学用具：学生天平（带砝码），小石块，水、烧杯，矿泉水瓶子一个。教学课时：1课时 教学过程：
一、引入新课
问：自行车是用哪些材料制成？
答：钢、铁、橡胶等材料制成的，教师接着说明：一般我们把自行车称为物体，钢、铁、橡胶等称为物质。这样我们可以说：自行车这个物体是由钢、铁、橡胶等物质构成的，其它物体如：铁钉、铁锤、桌子、凳子等也都是由物质构成的。宇宙上的一切物体都是由物质构成的。
二、新课教学
1、质量
（1）对实物的观察，引入质量的概念
铁钉和铁锤含有铁这种物质的多少不同，桌子和凳子含有木这种物质的多少不同，物理学里为了表示物体的这个性质就引入了质量这个物理量。
质量是表示物体所含物质的多少。用符号：“”表示。（2）质量的单位
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国际单位：千克（kg）
其他单位：吨(t)；克(g)；毫克(mg)。
进率：1吨=1000千克；1千克=1000克；1克=1000毫克。看教材P103表中一些物体的质量。2．质量的测量——天平
（1）介绍常用测质量的器具：案称；杆称；台称；电子称；天平。（2）托盘天平的构造及使用方法
构造：底座；横梁；托盘；平衡螺母；指针；分度盘；游码；标尺 使用：
天平的调节：把天平放在水平台上，把游码放在标尺左端的零刻线处；调节横平衡螺母，使指针指在分度盘的中线处，这时横梁平衡。
测量物体的质量：把被测物体放在左盘，用镊子向右盘里加减砝码并调节游码在标尺上的位置，直到横梁恢复平衡。
这时盘中砝码的总质量加上游码在标尺上所对和刻度值，就等于被测物体的质量。
教师强调：（1）、调节平衡螺母：指针左偏就向右调；右偏向左调。（2）、天平调节平衡后，左右盘不能对调，平衡螺母不能再动。（3）、取砝码时一定要用镊子。（4）、往盘里加砝码应先估计被测物的质量，再从大到小加砝码，当加到最小一个砝码时太重了，则应改为移动游码。（5）、游码的读数是读游码的左边所对标尺的刻度值。天平使用注意事项：
（1）不能超过称量（天平的称量=所配砝码总质量+游砝最大读数）。
（2）取砝码要用镊子，并轻拿轻放。
（3）潮湿的物体和化学药品不能直接放到天平的盘中；保持天平干燥、清洁。
3、学生实验（多媒体展示操作步骤）（1）、学生用天平测量一个小石块的质量： 步骤：a、把天平放在水平台上；
b、调节天平平衡；
c、把小石块放在左盘，用镊子向右盘里加减砝码并调节游码在标尺上的位置，直到横梁恢复平衡。
d、读数——小石块的质量=砝码的总质量+游码读数
（2）、学生用天平测量液体水的质量：
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步骤：a、把天平放在水平台上；
b、调节天平平衡；
c、把烧杯放在左盘，用镊子向右盘里加减砝码并调节游码在标尺上的位置，直到横梁恢复平衡。
d、读出烧杯的质量0=砝码的总质量+游码读数
e、把待测的液体水倒入烧杯中并放在左盘，用镊子向右盘里加减砝码并调节游码在标尺上的位置，直到横梁恢复平衡。
f、读出液体水和烧杯的质量1=砝码的总质量+游码读数 g、求出液体的质量= 1-0（师注意巡视指导纠正学生的操作）
4、演示实验（P111想想做做）
（1）用天平称一个塑料瓶的质量，然后将其剪碎再放到天平上称，比较这个物体在形状变化前后的质量。
（2）称量一小杯水与一小匙白糖的总质量，然后使白糖溶于水，再称量糖水的质量。比较两次称量的结果。
结论：物体的质量不随它的形状、状态、位置和温度而改变。
三、小
结
学生对照板书对本节课教学的内容进行小结复述：
1、物体所含物质的多少叫质量
2、质量的单位：国际单位：千克（kg）、克（g）。
3、质量测量工具：天平
4、物体的质量不随它的形状、状态、位置和温度而改变。
四、作业布置
教材第112页“动手动脑学物理”及答案： √第1题
答：这些货物的质量不会改变。因为物体的质量不随它的形状、状态、位置和温度而改变。
√第2题
答：取100个大头针用天平测出这100个大头针的质量，然后用质量÷100即是一个大头针的质量。还可以多次测量，取其平均值减小误差。
√第3题
答：质量为100克的冰熔化成水后，其质量不变仍是100克。√第4题
答：这块金属的质量=100g+50g+20g+游码1.6g=171.6g。√第5题
答：这种案秤的秤盘相当于天平的左盘，砝码盘相当于天平的右盘。槽码相当于天平的砝码，秤杆相当于天平的标尺，游码相当于天平的游码。
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板书设计：
一、质量
1．什么叫质量：物体所含物质的多少叫质量 2．单位：国际单位：千克（kg）
其他单位：吨(t)；克(g)；毫克(mg)
进率：1000
二、质量测量
1．实验室测量质量工具：天平2．天平的使用
调节：把天平放在水平台上，把游码放在标尺左端的零刻线处；调节横平衡螺母，使指针指在分度盘的中线处，这时横梁平衡。
测量：物体放在左盘，砝码放在右盘，并调节游码，直到横梁恢复平衡。
物体质量=砝码总质量+游码读数 三．使用天平注意事项 1．不能超过称量；
2．取砝码要用镊子，并轻拿轻放；
3．潮湿的物体和化学药品不能直接放到天平的盘中；保持天平干燥、清洁。
四．物体的质量不随它的形状、状态、位置和温度而改变。
教学反思：这节课应该说是初中物理中非常重要的一节，是概念教学和实验教学相结合的一节课。《质量与密度》这一章是力学中非常重要的一章，而第一节质量又是关键所在，学生要掌握的内容和技能主要有以几个知识点：掌握和理解质量的概念，要学会正确的使用天平进行测量。对学生的实验能力和运用知识的能力要求较高。
在这一节教学过程中，教师要很好的驾驭本节内容，合理安排时间，在有限的时间内，让学生真正掌握、理解基本概念、基本规律，全面提高认知能力、实验技能和解决问题的能力。教师在传授本章知识的教学活动中，首先要从生活入手，利用浅显的实验演示来展示新知识，从而使学生真正懂得质量的概念，掌握用天平测质量的实验原理和方法。
课后，我回顾了一下，认为有以下几方面应该做到。第一：在上课时应该抓住重点、难点；寻找突破点。在学生自主互动和思维方面有些不足。其次，在这节课上没有充分的调动学生的积极性，效果不是很好。
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第四篇：2013八年级上物理教案(第一节质量)
雅酉镇九年一贯制学校优质课教案设计
课题：第一节质量
设 计 人：设计时间： 2013年11月25日 教学内容：教材第108页——112页。
1、质量的定义和单位；
2、质量的测量与天平的使用；
3、实验——用天平测量固体和液体的质量；
4、质量不随它的形状、物态和位置而改变。
教学目标：
一．知识与技能：1．初步认识质量的概念，知道质量的单位；2．了解天平的构造，掌握天平的使用方法。
3、认识质量是不随物体的形状、状态、空间位置和温度而变的物理量。
二、过程与方法：1．体验一些物体的质量，对一些常见物体的质量有估测的能力；2．通过用天平测量常见的固体和液体的质量，掌握天平的使用方法；3．通过观察、实验，认识质量是不随物体的形状、状态、空间位置和温度而变的物理量。
三．情感态度与价值观：1．通过天平使用的技能训练，培养学生严谨的科学态度与协作精神；2．通过对物质质量的测量，获得成功的喜悦； 教学重点：质量的单位和用天平来测质量。
教学难点：正确使用天平测量固体和液体的质量。
教法学法：实验演示法，讨论法。
教学用具：学生天平（带砝码），小石块，水、烧杯，矿泉水瓶子一个。教学课时：1课时
教学过程：
一、引入新课
问：自行车是用哪些材料制成？
答：钢、铁、橡胶等材料制成的，教师接着说明：一般我们把自行车称为物体，钢、铁、橡胶等称为物质。这样我们可以说：自行车这个物体是由钢、铁、橡胶等物质构成的，其它物体如：铁钉、铁锤、桌子、凳子等也都是由物质构成的。宇宙上的一切物体都是由物质构成的。
二、新课教学
1、质量
（1）对实物的观察，引入质量的概念
铁钉和铁锤含有铁这种物质的多少不同，桌子和凳子含有木这种物质的多少不同，物理学里为了表示物体的这个性质就引入了质量这个物理量。
质量是表示物体所含物质的多少。用符号：“
第五篇：高三物理教案 物粒子的波粒二象性
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高三物理教案 康普顿效应
高三物理教案 康普顿效应
康普顿效应
三维教学目标
1、知识与技能
(1)了解康普顿效应，了解光子的动量
(2)了解光既具有波动性，又具有粒子性;
(3)知道实物粒子和光子一样具有波粒二象性;
(4)了解光是一种概率波。
2、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。
3、情感、态度与价值观：领略自然界的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲，乐于探究自然界的奥秘，能体验探索自然规律的艰辛与喜悦。
教学重点：实物粒子和光子一样具有波粒二象性
教学难点：实物粒子的波动性的理解。
教学方法：教师启发、引导，学生讨论、交流。
教学用具：投影片，多媒体辅助教学设备
(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?(光是一种物质，它既具有粒子性，又具有波动悦考网www.xiexiebang.com 悦考网www.xiexiebang.com
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)。
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?
(二)进行新课
1、康普顿效应
(1)光的散射：光在介质中与物质微粒相互作用，因而传播方向发生改变，这种现象叫做光的散射。
(2)康普顿效应
1923年康普顿在做 X 射线通过物质散射的实验时，发现散射线中除有与入射线波长相同的射线外，还有比入射线波长更长的射线，其波长的改变量与散射角有关，而与入射线波长和散射物质都无关。
(3)康普顿散射的实验装置与规律：
按经典电磁理论：如果入射X光是某种波长的电磁波，散射光的波长是不会改变的!散射中出现 的现象，称为康普顿散射。
康普顿散射曲线的特点：
① 除原波长 外出现了移向长波方向的新的散射波长
② 新波长 随散射角的增大而增大。波长的偏移为
波长的偏移只与散射角 有关，而与散射物质种类及入射的X射线的波长 无关，= 0.0241Å=2.41×10-3nm(实验值)
称为电子的Compton波长
只有当入射波长 与 可比拟时，康普顿效应才显著，因此要用X射线才能观察到康普顿散射，用可见光观察不到康普顿散射。
(4)经典电磁理论在解释康普顿效应时遇到的困难
①根据经典电磁波理论，当电磁波通过物质时，物质中带电粒子将作受迫振动，其频率等于入射光频率，所以它所发射的散射光频率应等于入射光频率。
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②无法解释波长改变和散射角的关系。
(5)光子理论对康普顿效应的解释
①若光子和外层电子相碰撞，光子有一部分能量传给电子，散射光子的能量减少，于是散射光的波长大于入射光的波长。
②若光子和束缚很紧的内层电子相碰撞，光子将与整个原子交换能量，由于光子质量远小于原子质量，根据碰撞理论，碰撞前后光子能量几乎不变，波长不变。
③因为碰撞中交换的能量和碰撞的角度有关，所以波长改变和散射角有关。
(6)康普顿散射实验的意义
①有力地支持了爱因斯坦“光量子”假设;②首次在实验上证实了“光子具有动量”的假设;③证实了在微观世界的单个碰撞事件中，动量和能量守恒定律仍然是成立的。
2、光的波粒二象性
讲述光的波粒二象性，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。
(2)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。
3、光的波动性与粒子性是不同条件下的表现：
大量光子行为显示波动性;个别光子行为显示粒子性;光的波长越长，波动性越强;光的波长越短，粒子性越强。光的波动性不是光子之间相互作用引起的，是光子本身的一种属性。
例题：已知每秒从太阳射到地球上垂直于太阳光的每平方米截面上的辐射能为1.4×103J，其中可见光部分约占45%，假设认为可见光的波长均为0.55μm，太阳向各个方向的辐射是均匀的，日地之间距离为R=1.5×1011m，估算出太阳每秒辐射出的可见光的光子数。(保留两位有效数字)
物粒子的波粒二象性
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高三物理教案 物粒子的波粒二象性
实物粒子的波粒二象性
三维教学目标
1、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。
(4)了解不确定关系的概念和相关计算;
2、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。
3、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
(一)引入新课
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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?(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)。
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?
(二)进行新课
1、光的波粒二象性
讲述光的波粒二象性，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。
(2)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。
2、光子的能量与频率以及动量与波长的关系。
=
提问：作为物质的实物粒子(如电子、原子、分子等)是否也具有波动性呢?
3、粒子的波动性
提问：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?(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。)
(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。
(2)物质波波长： =
提问：各物理量的意义?(为德布罗意波长，h为普朗克常量，p为粒子动量)
阅读课本有关内容，为什么德布罗意波观点很难通过实验验证?又是在怎样的条件下使实物粒子的波动性得到了验证?
4、物质波的实验验证
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提问：粒子波动性难以得到验证的原因?(宏观物体的波长比微观粒子的波长小得多，这在生活中很难找到能发生衍射的障碍物，所以我们并不认为它有波动性，作为微观粒子的电子，其德布罗意波波长为10-10m数量级，找与之相匹配的障碍物也非易事)
例题：某电视显像管中电子的运动速度是4.0×107m/s;质量为10g的一颗子弹的运动速度是200m/s。分别计算它们的德布罗意波长。(根据公式 计算得1.8×10-11m和3.3×10-34m)
电子波动性的发现者——戴维森和小汤姆逊
电子波动性的发现,使得德布罗意由于提出实物粒子具有波动性这一假设得以证实，并因此而获得1929年诺贝尔物理学奖，而戴维森和小汤姆逊由于发现了电子的波动性也同获1937年诺贝尔物理学奖。
阅读有关物理学历史资料，了解物理学有关知识的形成建立和发展的真是过程。(应用物理学家的历史资料，不仅有真实感，增强了说服力，同时也能对学生进行发放教育，有利于培养学生的科学态度和科学精神，激发学生的探索精神)
电子衍射实验：1927年，两位美国物理学家使电子束投射到镍的晶体上，得到了电子束的衍射图案，从而证实了德布罗意的假设。除了电子以外，后来还陆续证实了质子、中子以及原子、分子的波动性。
提问：衍射现象对高分辨率的显微镜有影响否?如何改进?(显微镜的分辨本领)
5、德布罗意波的统计解释
1926年，德国物理学玻恩(Born，1882--1972)提出了概率波，认为个别微观粒子在何处出现有一定的偶然性，但是大量粒子在空间何处出现的空间分布却服从一定的统计规律。
6、经典波动与德布罗意波(物质波)的区别
经典的波动(如机械波、电磁波等)是可以测出的、实际存在于空间的一种波动。而德布罗意波(物质波)是一种概率波。简单的说，是为了描述微观粒子的波动性而引入的一种方法。
7、不确定度关系(uncertainty relatoin)
经典力学：运动物体有完全确定的位置、动量、能量等。微观粒子：位置、动量等具有不确定量(概率)。
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(1)电子衍射中的不确定度
如图所示，一束电子以速度 v 沿 oy 轴射向狭缝。电子在中央主极大区域出现的几率最大。在经典力学中，粒子(质点)的运动状态用位置坐标和动量来描述，而且这两个量都可以同时准确地予以测定。然而，对于具有二象性的微观粒子来说，是否也能用确定的坐标和确定的动量来描述呢?
下面我们以电子通过单缝衍射为例来进行讨论。
设有一束电子沿oy轴射向屏AB上缝宽为a的狭缝，于是，在照相底片CD上，可以观察到如下图所示的衍射图样。如果我们仍用坐标x和动量p来描述这一电子的运动状态，那么，我们不禁要问：一个电子通过狭缝的瞬时，它是从缝上哪一点通过的呢?也就是说，电子通过狭缝的瞬时，其坐标x为多少?显然，这一问题，我们无法准确地回答，因为此时该电子究竟在缝上哪一点通过是无法确定的，即我们不能准确地确定该电子通过狭缝时的坐标。
研究表明：
对于第一衍射极小，式中 为电子的德布罗意波长。电子的位置和动量分别用x和p来表示。电子通过狭缝的瞬间，其位置在 x 方向上的不确定量为，同一时刻，由于衍射效应，粒子的速度方向有了改变，缝越小，动量的分量 px变化越大。
分析计算可得： 式中h为普朗克常量。这就是著名的不确定性关系，简称不确定关系。
上式表明：
①许多相同粒子在相同条件下实验，粒子在同一时刻并不处在同一位置。
②用单个粒子重复，粒子也不在同一位置出现。
例题解析：
例1：一颗质量为10g 的子弹，具有200m•s-1的速率，若其动量的不确定范围为动量的0.01%(这在宏观范围是十分精确的了)，则该子弹位置的不确定量范围为多大?
解：子弹的动量
动量的不确定范围
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由不确定关系式，得子弹位置的不确定范围
我们知道，原子核的数量级为10-15m，所以，子弹位置的不确定范围是微不足道的。可见子弹的动量和位置都能精确地确定，不确定关系对宏观物体来说没有实际意义。
例2：一电子具有200 m/s的速率，动量的不确定范围为动量的0.01%(这已经足够精确了)，则该电子的位置不确定范围有多大?
解 : 电子的动量为：
动量的不确定范围
由不确定关系式，得电子位置的不确定范围
我们知道原子大小的数量级为10-10m，电子则更小。在这种情况下，电子位置的不确定范围比原子的大小还要大几亿倍，可见企图精确地确定电子的位置和动量已是没有实际意义。
8、微观粒子和宏观物体的特性对比
宏观物体 微观粒子
具有确定的坐标和动量，可用牛顿力学描述。没有确定的坐标和动量，需用量子力学描述。
有连续可测的运动轨道，可追踪各个物体的运动轨迹。有概率分布特性，不可能分辨出各个粒子的轨迹。
体系能量可以为任意的、连续变化的数值。能量量子化。
不确定度关系无实际意义 遵循不确定度关系
9、不确定关系的物理意义和微观本质
(1)物理意义：
微观粒子不可能同时具有确定的位置和动量。粒子位置的不确定量 越小，动量的不确定量 就越大，反之亦然。
(2)微观本质：是微观粒子的波粒二象性及粒子空间分布遵从统计规律的必然结悦考网www.xiexiebang.com 悦考网www.xiexiebang.com
果。
不确定关系式表明：
① 微观粒子的坐标测得愈准确()，动量就愈不准确();微观粒子的动量测得愈准确()，坐标就愈不准确()。但这里要注意，不确定关系不是说微观粒子的坐标测不准;也不是说微观粒子的动量测不准;更不是说微观粒子的坐标和动量都测不准;而是说微观粒子的坐标和动量不能同时测准。
② 为什么微观粒子的坐标和动量不能同时测准?这是因为微观粒子的坐标和动量本来就不同时具有确定量。这本质上是微观粒子具有波粒二象性的必然反映。由以上讨论可知，不确定关系是自然界的一条客观规律，不是测量技术和主观能力的问题。
③ 不确定关系提供了一个判据：当不确定关系施加的限制可以忽略时，则可以用经典理论来研究粒子的运动。当不确定关系施加的限制不可以忽略时，那只能用量子力学理论来处理问题。
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