高中物理选修3-5教材分析与教学设计-新人教[整理]

P41课文：在20世纪20年代，那些关心物质波实验验证的物理学家们，说起来实在太幸运了。因为他们在技术上的这一难题已经解决，那是在伦琴射线的研究中解决的。

P41旁批：说是幸运，其实也是必然。平

时说得比较多的是科学的成就推动了技术的进步；实际上，没有生产的需求，没有技术提供的物质手段，科学也不会发展。

图17.3-1电子束穿过铝箔后的衍射图样

STS的教育

P41最后一段 关于伦琴射线的话说多了，对实物波有些干扰

P42为什么电子显微镜的分辨本领能比光学显微镜高？后面的问题：

从减轻衍射影响这方面提高显微镜的分辨本领有哪两个途径？电子显微镜采用了哪个途径？如果显微镜用质子流而不是电子流工作，它们加速后的速度相同，哪种显微镜的分辨本领有可能更高？

λ = h/p

第4节 概率波

为什么说光波是概率波？思路：

双缝干涉条纹的解释：波――强度不同；粒子――数目不同

↓

是否不同粒子之间相互作用表现为波动性？

↓

用极弱的光照，也表现出波动性

↓

单个粒子不一定沿直线“运动”？

↓

不确定性关系

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↓ ……

P45旁批：我们早已了解概率的概念。

例如，抛出的硬币回落时的概率等。但是，在抛掷硬币这类的宏观实验中观察到的概率，与量子理论中的概率之间有重要区别。

原则上，只要我们对抛硬币时手指用力的大小、方向、抛出的时机，以及硬币的高度、桌面和硬币的弹性等有足够多的信息，就有可能用牛顿物理学预言出具体的一次抛掷的结果。但是，对于个别的量子事件，甚至原则上就是不可预言的：“大自然自己也不知道她下一步要做什么。”

不必引导学生讨论 粒子不一定出现在A1、A2的位置

对此现象的解释有不同的学派――爱、玻

第5节 不确定性关系

粒子束会发生衍射 → 粒子的位臵和动量不能同时确定

图17.5-2 狭缝的宽度决定了粒子位置的不确定范围 中央亮条的宽度决定了粒子动量的不确定范围

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?x?p? 常用的还有能量和时间

h 4??E?t? 谱线的自然宽度

h 4?第十八章 原子结构

第1节 电子的发现

P52阴极射线小标题中主要说的是气体放电，可以略去。但要让学生明白以下思路（不要求学生复述）：

连在电源负极上的某些金属在强电场（高电压）、高温、紫外线的作

用会发出一种射线，这种射线叫做阴极射线

↓

关于阴极射线的两种观点：电磁波～粒子流？

↓

J. J. 汤姆孙测量阴极射线的比荷

（复习带电粒子在电磁场中的运动）

↓

阴极射线由带电粒子组成

但粒子或者质量非常小，或者电荷量非常大

↓

汤姆孙又直接测量了阴极射线粒子的电荷量

↓

阴极射线粒子的电荷与质子相当（负电）质量比质子小得多

↓ 发现电子

P53思考与讨论

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带电粒子的电荷量与其质量之比——比荷

q，是一个重要的物理m量。根据带电粒子在电场和磁场中受力的情况，可以得出组成阴极射线的微粒的比荷。建议你依照下面的提示自己算一算。

1. 当金属板D、F之间未加电场时，射线不偏转，射在屏上P1

点。施加电场E之后，射线发生偏转并射到屏上P2处。由此可以推断阴极射线带有什么性质的电荷？ 图18.1-5汤姆孙的气体放电管的示意图 2. 如果要抵消阴极射线的偏转，使它从P2点回到P1，需要在两块金属板之间的区域再施加一个大小合适、方向垂直于纸面的磁场。这个磁场B应该向纸外还是向纸内？写出此时每个阴极射线微粒受到的洛仑兹力和电场力。两个力之间应该有什么关系？据此算出阴极射线的速度v的表达式。由于金属板D、F间的距离是已知的，两板间的电压是可测量的，所以两板间的电场强度E也是已知量。磁感应强度B可以由电流的大小算出，同样按已知量处理。

3. 如果去掉D、F间的电场E，只保留磁场B，磁场方向与射线运动方向垂直。阴极射线在有磁场的区域将会形成一个半径为r的圆弧。此时，组成阴极射线的粒子做圆周运动的向心力是洛仑兹力。

按照以上步骤就可以写出比荷

q的表达式了。这里要用到步骤2m中求出的阴极射线速度v的表达式。

目的：复习带电粒子在电磁场中的运动，体验 科学探究 中的分析与论证。

P56第4题与此题相似

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