高三物理教案——《光的波粒二象性》中学教育中考_中学教育-中学课件.pdf

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1、光的波粒二象性 教学目标 1知识目标 1)了解事物的连续性与分立性是相对的.2)了解光既具有波动性,又具有粒子性.3)也解光是一种概率波.2能力目标。结合数学知识理解物理原理的综合迁移能力.3.德育目标 结合物理学史使学生了解到科学理论的建立过程,渗透科学研究方法的教育.重点难点分析：光的一种概率波是重点；理解光子的波动规律是难点。教学设计思路：引导学生认识概率的概念.光波和机械波在本质上完全不同.决定光子在空间不同位置出现概率的规律表现为波的规律,我们在这种意义上说光是一种波.在课本图 223 的实验中，光子在和感光胶片作用时的表现和通常的粒子一样，在通过狭缝时却和我们印象中的波一样，这点是

2、很不容易接受的但是，要说明，实验是检验真理的唯一标准，人的直接经验十分有限，在这种情况下我们就要设想一种模型，尽管以日常经验来衡量，这个模型的行为十分古怪，但是只要能与实验结果一致，它就能够在一定范围内正确代表所研究的对象 本节的阅读材料康普顿效应和上节的阅读材料热辐射和普朗克的量子说对于理解量子化、波粒二象性等概念都有帮助，指导学生认真阅读 教学媒体:课件 教学过程：（一）引入新课 光的本质是什么?有谁能够讲一讲你在这方面所了解到的内容?确实，对光的本质的认识，在物理学发展史上有着曲折的过程，而且有过激烈的争论争论的焦点为光到底是粒子还是波而且都试图把光的本性归结到自己的观点之中，但事实未能

3、使人们如愿 光的干涉、衍射雄辩地说明光是一种波，光电效应等现象又无可非议地说明光是粒子(当然这里的波已不再是惠更斯提出的在“以太”中传播的弹性脉动波，而这里的粒子也不再是牛顿微粒说中的弹性粒子，而是光子)，最终人们不得不承认，光既有波动性又有粒子性，即光具有波粒二象性这样一个事实（二）新课活动 一、光是一种波，同时也是一种粒子，光具有波粒二象性 为了更好地说明光具有波粒二象性，让我们循着前人的足迹来回顾一下有关的实验 介绍实验：用微弱的光照射双缝，并使光通过双缝到达光屏(感光胶片)，在照射时间不。太长的情况下，胶片上的点迹是随机、散落而且是毫无规律的这个事实说明了光是“一份一份”的粒子 1、光

4、是粒子(光子)对 于 随机散落的光子，随着照射是一种概率波能力目标结合数学知识理解物理原理的综合迁移能力德育目标结合物理学史使学生了解到科学理论的建立过程渗透科学研究方法的教育重点难点分析光的一种概率波是重点理解光子的波动规律是难点教学设计思路引导们在这种意义上说光是一种波在课本图的实验中光子在和感光胶片作用时的表现和通常的粒子一样在通过狭缝时却和我们印象中的波一样这点是很不容易接受的是要说明实验是检验真理的唯一标准人的直接经验十分有限在这种情况定范围内正确代表所研究的对象本节的阅读材料康普顿效应和上节的阅读材料热辐射和普朗克的量子说对于理解量子化波粒二象性等概念都有帮助指导学生认真阅读教学媒

5、体课件教学过程一引入新课光的本质是什么有谁能够讲一讲时间的延长，胶片上的痕迹表现出光在某个区域落脚的可能性较大，而在另一些区域分布较少的规律性分布。该分布的情况恰好与用强光照射(此时可认为光是连续的)形成干涉条纹的情况相吻合，这种规律性与波动的规律一致所以我们说光是一种波 2、光是一种波 单个光子的随机性与大量光子的规律性也体现了对事物认识的一个重要观点，这就是：3、分立性与连续性是相对的 光子的行为服从统计规律干涉加强处表示光子到达的数目多，从统计的观点来看就是光子在该处出现的概率大，干涉减弱处表示光子到达的数目少，也就是光子在该处出现的概率小这种概率的大小服从波动规律，因此我们把光波叫做概

6、率波光子在空间各点出现的可能性大小（概率）可以用波动规律来描述。引导学生谈对概率的理解。4、光是一种概率波。从经典物理学的角度上讲，波动应该是质点间相互作用的结果 在这里，光子具有波动性就应该是光子与光子作用的结果但人们发现在上述双缝实验中，假使光很弱，弱到光子一个一个地射向胶片(这时排除了光子间有相互作用)，在照射时间足够长时，底片上最终还是形成了干涉图样，这说明波动性不是由于光子间相互作用引起的，而是单个光子的固有属性 更有趣的是，尽管让光子一个一个地通过狭缝，如果挡住一个缝，干涉条纹不再出现，好像一个独立运动的光子能“知道”另一个狭缝的存在似的这一点似乎让人不可思议，其实这也说明波动性恰

7、是光子的固有特性。二、建立模型是科学研究的需要.模型的正确与否要看其能否正确反映研究是一种概率波能力目标结合数学知识理解物理原理的综合迁移能力德育目标结合物理学史使学生了解到科学理论的建立过程渗透科学研究方法的教育重点难点分析光的一种概率波是重点理解光子的波动规律是难点教学设计思路引导们在这种意义上说光是一种波在课本图的实验中光子在和感光胶片作用时的表现和通常的粒子一样在通过狭缝时却和我们印象中的波一样这点是很不容易接受的是要说明实验是检验真理的唯一标准人的直接经验十分有限在这种情况定范围内正确代表所研究的对象本节的阅读材料康普顿效应和上节的阅读材料热辐射和普朗克的量子说对于理解量子化波粒二象

8、性等概念都有帮助指导学生认真阅读教学媒体课件教学过程一引入新课光的本质是什么有谁能够讲一讲对象的客观规律 阅读教材第 49 页最后两段 这部分内容告诉我们，对微观领域不能抱着宏观的、固有的模式去理解，而应建立一个全新的模型只要该模型能正确地代表研究对象，很好地解释其现象和规律，则可承认其正确性光的波粒二象性正是这样一个“古怪”而被事实证明是正确的模型 （三）小结 i.微粒性与波动性的相互联系与渗透。ii.波动性与微粒性互相转化。iii.用概率的思想理解光波。（四）巩固练习 1、对于光的波粒二象性的说法中，正确的是()A一束传播的光，有的光是波，有的光是粒子 B光子与电子是同样一种粒子，光波与机

9、械波同样是一种波 巳光的波动性是由于光子间的相互作用而形成的 D光是一种波，同时也是一种粒子光子说并未否定电磁说，在光子能量E=h中，频率，仍表示的是波的特性 2、用功率 Po=1W 的光源，照射寓光源 r=1m 处的某块金属薄片已知光源发出的波长=600nm 的单色光，试计算：(1)每单位时间内打到金属板m2面积上的光子数 (2)若取该金属原子半径 r1=0.5 10-10m，则金属表面上每个原子平均需要用多是一种概率波能力目标结合数学知识理解物理原理的综合迁移能力德育目标结合物理学史使学生了解到科学理论的建立过程渗透科学研究方法的教育重点难点分析光的一种概率波是重点理解光子的波动规律是难点

10、教学设计思路引导们在这种意义上说光是一种波在课本图的实验中光子在和感光胶片作用时的表现和通常的粒子一样在通过狭缝时却和我们印象中的波一样这点是很不容易接受的是要说明实验是检验真理的唯一标准人的直接经验十分有限在这种情况定范围内正确代表所研究的对象本节的阅读材料康普顿效应和上节的阅读材料热辐射和普朗克的量子说对于理解量子化波粒二象性等概念都有帮助指导学生认真阅读教学媒体课件教学过程一引入新课光的本质是什么有谁能够讲一讲少时间才能接收到一个光子?（五）布置作业 是一种概率波能力目标结合数学知识理解物理原理的综合迁移能力德育目标结合物理学史使学生了解到科学理论的建立过程渗透科学研究方法的教育重点难点分析光的一种概率波是重点理解光子的波动规律是难点教学设计思路引导们在这种意义上说光是一种波在课本图的实验中光子在和感光胶片作用时的表现和通常的粒子一样在通过狭缝时却和我们印象中的波一样这点是很不容易接受的是要说明实验是检验真理的唯一标准人的直接经验十分有限在这种情况定范围内正确代表所研究的对象本节的阅读材料康普顿效应和上节的阅读材料热辐射和普朗克的量子说对于理解量子化波粒二象性等概念都有帮助指导学生认真阅读教学媒体课件教学过程一引入新课光的本质是什么有谁能够讲一讲