高中文理貫通教育的思考第1頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四高中文理貫通教育的思考1問題的提出2解決問題的思路3我們要進(jìn)行的研究第2頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四1問題的提出

1.1從一次談判說起第3頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四1.2物理教學(xué)的現(xiàn)狀1.2.1脫離實(shí)際第4頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四脫離實(shí)際有一個(gè)倔強(qiáng)系數(shù)為8×103N/m的彈簧放置在光滑的水平桌面上，將它的一端固定，它的自由端系上一塊質(zhì)量為4.99kg的木塊。一顆質(zhì)量為10g的子彈，以1000m/s的速度水平射入這塊靜止的木塊并嵌在其中，彈簧被壓縮從而做簡(jiǎn)諧振動(dòng)。求彈簧的振動(dòng)周期。第5頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四有一個(gè)氧氣鋼瓶，放在室溫是27C房間里，鋼瓶里氧氣的壓強(qiáng)是15atm，現(xiàn)在把它放到溫度是57C的地方，鋼瓶中的氧氣的壓強(qiáng)是多大？用銷釘固定活塞把水平放置的容器分隔成AB兩部分，其體積之比∶=2∶1，如圖2所示，起初A中有溫度為127℃壓強(qiáng)為1.8×Pa的空氣，B中有溫度為27℃壓強(qiáng)為1.2×Pa的空氣，拔出銷釘，使活塞可以無摩擦地移動(dòng)（不漏氣），由于容器壁緩慢導(dǎo)熱，最后氣體都變到室溫27℃，活塞也停止運(yùn)動(dòng)，求最后氣體的壓強(qiáng)。AB圖2第6頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四如圖所示,質(zhì)量為m的物體在恒力F的作用下沿天花板勻速滑動(dòng)，F(xiàn)與水平方向的夾角為θ，物體與天花板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，則物體受到的摩擦力大小是()（A）Fcosθ（B）Fsinθ（C）μ(Fsinθ-mg)（D）μ(mg-Fsinθ)圖6-15第7頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四國外物理教育一個(gè)小孩重364N，坐在重41N的凳子上，已知凳腿與地面接觸的總面積為19.3cm3，問該小孩與凳子施加在地面上的平均壓強(qiáng)為多少？第8頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四宇航員與月球登陸艙都對(duì)月球表面產(chǎn)生壓強(qiáng)。如果月球艙的質(zhì)量約為7300kg，并且以直徑均為91cm的四個(gè)緩沖器座作為支撐，那么它施加在月球表面上的壓強(qiáng)是多少？你如何估計(jì)宇航員所產(chǎn)生的壓強(qiáng)？第9頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四要建造一座功率輸出容量為1000MW的太陽能發(fā)電廠，如果太陽收集器是效率為90%的光電池和反射鏡。它們產(chǎn)生的蒸汽供給渦輪發(fā)電機(jī)，效率為30%，問：收集器必須占多大面積的土地？第10頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四1.2.2省略過程實(shí)驗(yàn)?過程?故事?趣味?第11頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四1.2.3輕視人文關(guān)于科學(xué)事件關(guān)于科學(xué)結(jié)論關(guān)于科學(xué)價(jià)值觀第12頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四關(guān)于脫離實(shí)際省略過程輕視人文第13頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四1.3物理教學(xué)效果理科生理論解題結(jié)論第14頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四問題的癥結(jié)在哪里？應(yīng)試教育問題成才觀念問題社會(huì)、文化問題第15頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四知識(shí)結(jié)構(gòu)的片面性問題是一個(gè)實(shí)際存在的問題，這個(gè)問題可能跟我們的基礎(chǔ)教育是有關(guān)的，應(yīng)試教育可能是一個(gè)因素。第16頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四2解決問題的思路第17頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四2.1取消文理分科現(xiàn)在行得通嗎？第18頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四2.2改革教材教材改革之路省版教材試用本甲、乙種本必修加選修較高要求和基本要求新課程必修加選修多年改革的效果如何？第19頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四2.3改革課程全方位的改革教材內(nèi)容課程結(jié)構(gòu)教學(xué)方式評(píng)價(jià)體系組織形式我們可以做什么？第20頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四多少年來的教材改革沒有解決學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)問題，多少年來的教育改革沒有解決學(xué)生學(xué)業(yè)負(fù)擔(dān)過重的問題，當(dāng)前的新課程改革又一次給我們帶來了一些希望。第21頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四3我們要進(jìn)行的研究3.1總體目標(biāo)選修課的教材研究和教學(xué)實(shí)踐第22頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四3.1.1課程性質(zhì)形式校本選修內(nèi)容以物理學(xué)為中心的文理貫通知識(shí)目的有效改善學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)樹立科學(xué)精神和人文精神第23頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四3.1.2研究的基礎(chǔ)前期我們已經(jīng)做了有關(guān)的研究：對(duì)科學(xué)和哲學(xué)進(jìn)行了研究對(duì)科學(xué)和文化進(jìn)行了研究

第24頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四連載1怎樣看待古希臘哲學(xué)《中學(xué)物理教學(xué)參考》2004年1、2期合刊連載2孩子·哲學(xué)·物理學(xué)《中學(xué)物理教學(xué)參考》2004年第3期連載3科學(xué)和哲學(xué)的分水嶺《中學(xué)物理教學(xué)參考》2004年第4期連載4科學(xué)統(tǒng)一世界《中學(xué)物理教學(xué)參考》2004年第5期連載5理性·實(shí)踐·信仰《中學(xué)物理教學(xué)參考》2004年第6期連載6悖論,科學(xué)問題的哲學(xué)思辨《中學(xué)物理教學(xué)參考》2004年第7期連載7智慧就是力量《中學(xué)物理教學(xué)參考》2004年第8期連載8理念的世界《中學(xué)物理教學(xué)參考》2004年第9期連載9科學(xué)規(guī)律的形式《中學(xué)物理教學(xué)參考》2004年第10期連載10存在和變化《中學(xué)物理教學(xué)參考》2004年第11期連載11一半隨緣，一半隨機(jī)《中學(xué)物理教學(xué)參考》2004年第12期連載12科學(xué)和哲學(xué)的匯合《中學(xué)物理教學(xué)參考》2005年1、2期合刊連載13從物質(zhì)、運(yùn)動(dòng)不滅思想到守恒定律《中學(xué)物理教學(xué)參考》2005年第3期連載14人擇原理《中學(xué)物理教學(xué)參考》2005年第4期連載15永恒的魅力《中學(xué)物理教學(xué)參考》2005年第5期第25頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四連載1東方文化的魅力《物理教師》2007年第3期連載2燦爛的古希臘文化《物理教師》

2007年第4期連載3科學(xué)的興起《物理教師》

2007年第5期連載4科學(xué)改變了世界《物理教師》

2007年第6期連載5人類的交通變革《物理教師》

2007年第7期連載6從結(jié)繩記事到互聯(lián)網(wǎng)《物理教師》

2007年第8期連載7娛樂的意義《物理教師》

2007年第9期連載8戰(zhàn)爭(zhēng)文化的變遷《物理教師》

2007年第10期連載9凝固的音樂《物理教師》

2007年第11期連載10文明的兩翼《物理教師》

2007年第12期連載11科學(xué)精神《物理教師》

2008年第1期連載12科學(xué)美《物理教師》

2008年第2期連載13科學(xué)的文化背景《物理教師》

2008年第3期連載14科學(xué)的社會(huì)建制《物理教師》

2008年第4期連載15從蒙難到和諧《物理教師》

2008年第5期連載16法的科學(xué)背景《物理教師》

2008年第6期連載17文化的載波《物理教師》

2008年第8期連載18理性的呼喚《物理教師》

2008年第9期連載19時(shí)代精神的精華《物理教師》

2008年第10期第26頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四對(duì)當(dāng)前教育界課題立項(xiàng)的兩點(diǎn)困惑：1.研究期限為2年？2.研究結(jié)果一定成功？這項(xiàng)研究做過了！這項(xiàng)研究成功了？第27頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四3.1.3課程的實(shí)施

我們?cè)谒伎嫉膯栴}：教材具有怎樣的面貌？授課模式會(huì)有變化嗎？怎樣促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展？第28頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四以校本課程的形式進(jìn)行這項(xiàng)改革，具有靈活性。如果這項(xiàng)改革失敗了，那么就轉(zhuǎn)向別的方向。如果這項(xiàng)改革能成功，那么逐步把這門選修課變成必修課。第29頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四3.2本課程內(nèi)容介紹3.2.1四個(gè)板塊古希臘文明科學(xué)的文化背景歷史上最美麗的實(shí)驗(yàn)科學(xué)家的思維第30頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四文理貫通與古希臘文明關(guān)于西方文化的源頭關(guān)于科學(xué)文化的源頭古希臘文明本身是文理貫通的第31頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四文理貫通與科學(xué)的文化背景科學(xué)是一種文化科學(xué)的形式和內(nèi)容跟文化有關(guān)第32頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四文理貫通與科學(xué)史上的重要實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)不僅僅屬于科學(xué)的范疇實(shí)驗(yàn)是人做的、是在一定的歷史條件下做的科學(xué)實(shí)驗(yàn)本身是文理貫通的第33頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四文理貫通與科學(xué)家的思維科學(xué)家的思維不僅是科學(xué)的也是一定的歷史的、社會(huì)條件形成的科學(xué)家的思維內(nèi)容本身也是文理貫通的第34頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四3.2.2三條線索歷史詩歌哲學(xué)第35頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四第1條線索：科學(xué)史教育關(guān)于科學(xué)史的認(rèn)識(shí)必然性和偶然性問題關(guān)于科學(xué)史教學(xué)的做法引入簡(jiǎn)單化割裂第36頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四下面列舉的事例中，正確的是（）。（A）居里夫婦用α粒子轟擊鋁箔時(shí)發(fā)現(xiàn)了正電子（B）盧瑟福的原子結(jié)構(gòu)學(xué)說成功地解釋了氫原子的發(fā)光現(xiàn)象（C）麥克斯韋從理論上預(yù)言了電磁波的存在，赫茲用實(shí)驗(yàn)方法給予證實(shí)（D）玻爾建立了量子理論，解釋了各種原子發(fā)光現(xiàn)象第37頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四把科學(xué)家和科學(xué)成就進(jìn)行連線

牛頓萬有引力定律法拉第電磁感應(yīng)定律愛因斯坦相對(duì)論玻爾量子理論第38頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四第39頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四歷史故事給人以貫通的脈絡(luò)牛頓的少年時(shí)代倫敦的瘟疫劍橋的放假牛頓的研究第40頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四第41頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四三句名言，三個(gè)故事尤里卡給我一個(gè)支點(diǎn)，我就能撬動(dòng)地球不要?jiǎng)游业膱D第42頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四后續(xù)的故事——羊皮書的故事阿基米德的著作在中世紀(jì)有3個(gè)副本第43頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四10世紀(jì)抄在羊皮紙上（希臘文）12世紀(jì)一名僧侶得到羊皮書洗凈墨跡抄寫祈禱文1906年哥本哈根大學(xué)教授發(fā)現(xiàn)給書上有阿基米德著作1919~1922年發(fā)生希土戰(zhàn)爭(zhēng)該書失蹤1998年該書現(xiàn)身，被拍賣后送巴爾的摩華特斯美術(shù)館古文物復(fù)原專家復(fù)原阿基米德著作恢復(fù)了80%華特斯美術(shù)館善本書籍部主任：“這猶如從公元前3世紀(jì)收到一份傳真。真是令人興奮不已。”第44頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四科學(xué)史教育不僅是我們物理教學(xué)的內(nèi)容而且也是進(jìn)行素質(zhì)教育的方法科學(xué)史教育科學(xué)知識(shí)與技能的傳授科學(xué)過程與科學(xué)方法的教學(xué)，科學(xué)情感、科學(xué)態(tài)度和價(jià)值觀的教育。第45頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四第2條線索：詩歌詩歌給人以聯(lián)想的意象第46頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四丘成桐描述陳省身的陳氏類的研究：采菊東籬下悠然見南山

丘成桐描述自己的超對(duì)稱的引力場(chǎng)結(jié)構(gòu)的研究：落花人獨(dú)立微雨燕雙飛第47頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四朱夏院士：紅巖百丈英雄嶺，捻指油砂自在香。似挽流光酬寂寞，格孜湖水擁斜陽。第48頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四關(guān)于牛頓的評(píng)價(jià)關(guān)于牛頓的傳記牛頓自己的語錄都沒有詩歌浪漫，給人以聯(lián)想第49頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四

墓志銘這兒安睡著伊薩克·牛頓爵士。他以超乎常人的智力，用他所發(fā)明的數(shù)學(xué)方式，第一次證明了行星的運(yùn)動(dòng)和圖像，彗星的軌道和大海的潮汐；他研究了各種不同的光線，以及由此所產(chǎn)生的顏色的性質(zhì)，而這些都是別人連想都沒想到的；對(duì)于自然、歷史和圣經(jīng)，他是一個(gè)勤奮、敏銳而忠實(shí)的銓釋者。他用他的哲學(xué)證明了上帝的威嚴(yán)；他渡過了新教徒式的簡(jiǎn)樸的一生。所有活著的人都為有他這樣一位偉人而感到幸福。第50頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四（蒲柏為牛頓寫的墓志銘）Natureandnature’slawlayhidinnight.Godsaid,letNewtonbe!Andallwaslight.第51頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四（蒲柏為牛頓寫的墓志銘）大自然及其規(guī)律在黑暗中。上帝說讓牛頓去吧！于是一片光明。第52頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四（給牛頓建立科學(xué)理論附一首詩）一往倫敦抱敬思，劍河橋影斷腸時(shí)。千般落木見無數(shù)，萬物相引夢(mèng)有知。昨念平拋隨歸雁，今看星箭走西寺。今朝留影功勛樹，再訪英倫會(huì)有期。

第53頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四（給牛頓建立科學(xué)理論附一首詩）夜幕下的沃斯索普村四周如夢(mèng)，一片蛙聲回味著蘋果落地的瞬間追思著太陽色彩的光影那是大自然表演的精彩一幕引無數(shù)學(xué)子求索一生第54頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四（給阿基米德開創(chuàng)科學(xué)研究附一首詩）先賢希臘哲如林，獨(dú)立科學(xué)第一人。起舉地球施無力，計(jì)量王冠浴有盆。千人持鏡鏡焚艦，一劍刺君君斷魂。我為奇才長嘆息，羊皮書里讀傳真。

第55頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四（給阿基米德開創(chuàng)科學(xué)研究附一首詩）浴盆、杠桿、支點(diǎn)你是科學(xué)史上第一人，機(jī)器、鏡子、陽光你在保衛(wèi)戰(zhàn)中敵萬人，圓規(guī)、樹干、沙盤你的生命定格在研究的瞬間??！阿基米德你的智慧跨越關(guān)山萬里，你的精神穿透宇宙永恒。第56頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四第3條線索：哲學(xué)哲學(xué)給人以深刻的思想科學(xué)知識(shí)中認(rèn)識(shí)論上關(guān)于價(jià)值觀方面第57頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四牛頓的發(fā)現(xiàn)是必然的還是偶然的？牛頓的世界觀是怎樣的？歐氏平直空間、均勻時(shí)間與運(yùn)動(dòng)無關(guān)的時(shí)空機(jī)械決定論第一推動(dòng)第58頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四3.2.3作業(yè)與考核開放性作業(yè)實(shí)驗(yàn)制作的作業(yè)學(xué)生喜歡作業(yè)嗎？怎樣考核？第59頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四文理貫通從內(nèi)容上來說是古希臘文明、科學(xué)的文化背景、科學(xué)實(shí)驗(yàn)、科學(xué)家思維四個(gè)板塊。從形式上來說是科學(xué)史、詩歌、哲學(xué)三條路徑。第60頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四3.3文理貫通教學(xué)的實(shí)踐3.3.1已經(jīng)進(jìn)行的實(shí)踐（2項(xiàng)）古希臘文明科學(xué)的文化背景第61頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四古希臘文明內(nèi)容提要第一部分科學(xué)的起源（第一、二講）一、古希臘的神話二、古希臘的自然哲學(xué)三、古希臘的理性精神四、古希臘的天文學(xué)第二部分希臘三賢（第三、四、五講）一、蘇格拉底二、柏拉圖三、亞里士多德第三部分傳播至今的科學(xué)成就（第六、七講）一、歐幾里得幾何二．阿基米德第四部分古希臘與現(xiàn)代文明（第八講）一、希臘文化的流傳二、希臘的學(xué)術(shù)、民主制度、藝術(shù)對(duì)現(xiàn)代的影響三、對(duì)現(xiàn)代文明的思考第62頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四蘇格拉底之死罪名服從審判我去死，你們?nèi)セ?，究竟誰過得更幸福，唯有神知道。第63頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四第64頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四科學(xué)的文化背景內(nèi)容提要第1課中國古代科學(xué)的特點(diǎn)第2課西方文化的源頭第3課東西方文化的對(duì)比第4課科學(xué)誕生的文化背景

第5課科學(xué)改變世界

第6課科學(xué)發(fā)展的動(dòng)力

第7課科學(xué)和理性第8課時(shí)代的旗幟第65頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四博弈：點(diǎn)線行棋和空間行棋第66頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四科學(xué)表述

乙丙丁甲

第67頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四3.3.2實(shí)踐的反思堅(jiān)持方向（學(xué)生的需要）改善形式（學(xué)生的向往）作業(yè)是問題（學(xué)生要嗎？）第68頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四本項(xiàng)研究的實(shí)施既有有利條件，也有不利條件。有利條件是有一部分學(xué)生對(duì)文理貫通課程有興趣；不利條件是課程要求的落實(shí)有相當(dāng)?shù)碾y度。第69頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四舉例片斷第70頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四第71頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四1.電子雙縫干涉實(shí)驗(yàn)最美麗的物理實(shí)驗(yàn)第72頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四一、實(shí)驗(yàn)背景1.物質(zhì)波理論的創(chuàng)立

法國物理學(xué)家德布羅意，原來學(xué)歷史，第一次世界大戰(zhàn)期間曾在軍隊(duì)服役從事無線電工作。平時(shí)愛讀彭加勒、洛侖茲和朗之萬的科學(xué)著作。后對(duì)普朗克、愛因斯坦和玻爾的工作發(fā)生了興趣，轉(zhuǎn)而研究物理學(xué)。退伍后隨朗之萬攻讀物理學(xué)博土學(xué)位。他的兄長莫里斯·德布羅意是一位研究X射線的專家，曾在1911年第一屆索爾威會(huì)議上擔(dān)任秘書，負(fù)責(zé)整理文件。那次會(huì)議的主題是關(guān)于輻射和量子論。會(huì)議文件對(duì)路易斯有很大啟發(fā)。莫里斯和另一位X射線專家布拉格聯(lián)系密切。布拉格曾主張過X射線的粒子性。這個(gè)觀點(diǎn)對(duì)莫里斯很有影響，所以他經(jīng)常跟弟弟討論波和粒子的關(guān)系。路易斯·德布羅意（1892-1987）第73頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四2.三篇重要的論文

1923年9-10月間，德布羅意連續(xù)在《法國科學(xué)院通報(bào)》上發(fā)表了三篇有關(guān)波和量子的論文。第一篇是《輻射——波與量子》，提出了實(shí)物粒子也有波粒二象性，認(rèn)為與運(yùn)動(dòng)粒子相應(yīng)的還有一正弦波，兩者總保持相同的位相。后來他把這種假想的非物質(zhì)波稱為相波。第二篇題為《光學(xué)——光量子、衍射和干涉》的論文中，德布羅意提出如下設(shè)想：“在一定情形中，任一運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)能夠被衍射。穿過一個(gè)相當(dāng)小的開孔的電子群會(huì)表現(xiàn)出衍射現(xiàn)象。正是在這一方面，有可能尋得我們觀點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證?！钡谌}為《量子氣體運(yùn)動(dòng)理論以及費(fèi)馬原理》的論文中他進(jìn)一步提出，“只有滿足位相波諧振，才是穩(wěn)定的軌道”。在第二年的博士論文中，他更明確地寫下了：“諧振條件是，即電子軌道的周長是位相波波長的整數(shù)倍?！?/p>

第74頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四第75頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四

德布羅意的論文發(fā)表后，當(dāng)時(shí)并沒有多大反應(yīng)，一些人認(rèn)為他的想法過于玄妙。后來朗之萬將論文寄了一份給愛因斯坦。愛因斯坦向來欣賞物理學(xué)中的對(duì)稱性，對(duì)德布羅意的想法很感興趣，竭力支持。愛因斯坦在給朗之萬的復(fù)信中對(duì)德布羅意的工作給于很高的評(píng)價(jià)，聲稱這是“揭開了大幕的一角”。同年愛因斯坦寫信給洛侖茲，詳細(xì)地談到德布羅意的工作：“我們熟知的M·德布羅意的弟弟已經(jīng)對(duì)解釋玻爾和索末菲的量子規(guī)則作了非常有趣的解釋。我相信這對(duì)于揭示我們物理學(xué)中最難以捉摸的謎，開始露出了一線微弱的光芒。我還發(fā)現(xiàn)了支持他的解釋的一些東西?！?.愛因斯坦的支持4.兩個(gè)重要的關(guān)系式第76頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四方程的意義：方程把粒子性的特征量與波的特征量有機(jī)地統(tǒng)一起來，顯示了粒子波粒二象性之間的本質(zhì)關(guān)系。通過方程可實(shí)現(xiàn)粒子的特征量與波的特征量之間的相互轉(zhuǎn)換。普朗克常量h成為德布羅意方程是否起實(shí)際作用的分水嶺。由于普朗克常量h的值很小，與宏觀粒子相伴隨的物質(zhì)波長趨近于零。方程對(duì)宏觀粒子的運(yùn)動(dòng)沒有實(shí)際意義。第77頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四

1925年，戴維遜—革末用具有一定波長(一定能量)的電子，垂直地射向金屬鎳單晶的平面上，觀察散射電子束的強(qiáng)度與散射角的關(guān)系。右圖中，電子槍K發(fā)射電子，電子束在晶體表面上被散射，與入射方向成θ角的散射電子束，被與電流計(jì)相連的法拉第圓筒收集。由電流計(jì)的讀數(shù)可以測(cè)出散射電子束的強(qiáng)度。當(dāng)θ

角取某些特定值時(shí)，散射電子束的強(qiáng)度有極大值。這與X射線的衍射現(xiàn)象相同，從而很好的證明了電子具有波動(dòng)性。5.德布羅意波的證實(shí)第78頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四第79頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四第80頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四戴維遜和湯姆生因發(fā)現(xiàn)電子衍射現(xiàn)象而獲得1937年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。德布羅意提出的物質(zhì)波思想是一次偉大的綜合。完全對(duì)立的波和粒子觀念，第一次既互相排斥又彼此協(xié)調(diào)地貫穿于物理現(xiàn)象之中。

1926年，G·P·湯姆生讓電子通過金屬箔獲得了衍射圖樣。第81頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四二、電子雙縫干涉實(shí)驗(yàn)視頻：第82頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四

1961年，德國物理學(xué)家約恩孫在銅膜上開了縫寬為0.3μm，縫長為50μm，相鄰縫間距為1μm的單縫、雙縫、三縫、四縫、五縫做實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中采用50kV電壓加速電子，利用電磁透鏡放大在距狹縫35cm處圖像。約恩孫1.實(shí)驗(yàn)裝置第83頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四2.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：理查德·費(fèi)曼：仔細(xì)地思考雙縫實(shí)驗(yàn)的意義，我們就能夠一點(diǎn)一滴地了解整個(gè)量子力學(xué)。透過雙縫實(shí)驗(yàn)，我們可以明了量子世界的真諦。第84頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四一種看法是“波由粒子組成”。認(rèn)為實(shí)驗(yàn)中的干涉條紋是組成波的電子之間相互作用的結(jié)果。事實(shí)證明這種看法是錯(cuò)誤的，如在電子雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中減小電流的強(qiáng)度，使電子幾乎一個(gè)一個(gè)地從電子槍射出時(shí)，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)通過的電子數(shù)比較少時(shí)，照相底片上只是一些無規(guī)則的點(diǎn)子，但當(dāng)時(shí)間足夠長，收集了大量電子以后，底板上顯示了與用強(qiáng)度大的電子流做實(shí)驗(yàn)時(shí)一樣的條紋。這說明電子的波動(dòng)性并不依賴于大量電子在空間聚集和相互作用，既使單個(gè)電子也具有波動(dòng)性。3.歷史上的錯(cuò)誤解釋另一種看法是“粒子由波組成”。把粒子看成是物質(zhì)波的“波包”。所謂波包是指如圖所示那樣，其振幅只限于很小的空間范圍內(nèi)出現(xiàn)的波，它是由許多頻率連續(xù)分布的簡(jiǎn)諧波合成的。這種觀點(diǎn)把一個(gè)粒子就看成是一個(gè)波包：波包的大小就是粒子的大小。理論證明物質(zhì)波包必然要擴(kuò)散，形象地說隨著時(shí)間的推得粒子將要愈變愈‘胖”。這與實(shí)驗(yàn)事實(shí)是矛盾的。第85頁，共94頁，2023年，2月20日，星期四4.

電子的物質(zhì)波到底是什么？玻恩：?jiǎn)蝹€(gè)粒子在空間的位置是不確定的，但有一定的幾率分布，這分布是由物質(zhì)波的強(qiáng)度決定的，在物質(zhì)波強(qiáng)度大的地方，粒子出現(xiàn)的幾率大。薛定諤：可以認(rèn)為是抹開的電子。費(fèi)曼：物體之