《光的波粒二象性》教學設計

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1、 《光的波粒二象性》教學設計 　 一、素質(zhì)教育目標： 　 （一）知識教學點 　 1．知道光具有波粒二象性 　 2．知道光的粒子性和波動性是辯證統(tǒng)一的 　 （二）能力訓練點 　 通過對光的電磁說與粒子說的認識，培養(yǎng)學生歸納概括及抽象思維能力。通過實驗事實的對比分析，提高學生的綜合能力。 　 （三）德肓滲透點 通過對光既具有粒子性，又具有波動性的認識，滲透對學生奇異和諧美和辯證唯物主義思想的教育。進一步領會物理學研究和發(fā)展的過程： 實驗或事實　　　提出假設　　　 實驗檢驗　　　 完善假說或建立新的假說　　 　　 實驗檢驗，培養(yǎng)學生的科學素質(zhì)。 　 二、重點、難點、疑點及解決

2、辦法 　 本節(jié)課是在前幾節(jié)課的基礎上對光本性認識的歸納綜合，正確理解光的波粒二象性是學習的重點。對微觀世界，波和粒子的圖象是如何和諧統(tǒng)一在一起的？是學習中的難點和疑點，教師可以將物理學家在光的雙縫干涉實驗中，通過減弱光強得到的現(xiàn)象講解，制成多媒體課件，或采用《光的世界》中關于“光的波粒二象性”的片斷放映觀看，生動、直接地去領會波粒二象的統(tǒng)一性。 　 三、課時安排 　 本節(jié)內(nèi)容安排一課時 　 四、教具準備 　 《光的世界》光碟上“光的波粒二象性”片段。底片上人頭像的曝光程度不同的四幅可對比圖片的多媒體課件。投影儀。 　 五、學生活動的設計 學生活動主要從三個方面安排： 第一，通過

3、重要的實驗事實到光的電磁說與光子說，歸納得出波粒二象性，在教師引導下由學生完成?？梢圆捎糜懻摲绞竭M行，也可通過提問歸納。 　 第二、對微觀世界中，波和粒子圖象的和諧統(tǒng)一性的認識，建議制作多媒體課件，提供素材、圖片讓學生自己觀察分析，克服難點，解決疑點。 第三、對“光具有波粒二象性”的認識從不同角度、不同側(cè)面引導學生討論，進而歸納其含義的要點。 運用綜合啟發(fā)式教學 　 六、教學步驟： 　 （一）整體感知、明確目標 　 介紹本課時學習的目標，從設問引入新課。 　 （二）重點、難點的的學習與目標完成過程 　 1．光具有波粒二象性 　 引導學生討論、歸納或提問得出：光能發(fā)生干涉、衍射

4、、光是電磁波。光電效應現(xiàn)象又證明光具有粒子性，光既具有波動性又具有粒子性，因而光具有波粒二象性。 　 2．在微觀世界，波和粒子的圖象是統(tǒng)一的。 　 多媒體課件展示：“在雙縫干涉實驗中，在屏處放上照相底片，設法減弱光強，使光子只能一個一個地通過狹逢?？茖W家的實驗表明，如果曝光時間不太長，底片上出現(xiàn)一些無規(guī)則分布的亮點，那些亮點就是光子打在底片上形成的?！? 　 觀察圖片：“曝光程度不同的四幅照片對比” 　 討論： 　 （1）亮點的形成，表明光的什么屬性？（粒子性） 　 （2）亮點分布有無規(guī)則？有無確定的軌道？與宏觀粒子運動是否相同！為什么？（光子與宏觀粒子的運動不同） 　 （3）長時

5、間曝光形成的干涉條紋現(xiàn)象，表明什么？（光的波動性是大量光子表現(xiàn)出來的現(xiàn)象，粒子性是個別光子表現(xiàn)出來的現(xiàn)象，亮條紋是光子出現(xiàn)幾率大的地方） 　 （4）光子說并不否定光的電磁說，怎樣理解？（根據(jù)光子說，光子能量E=hr，而γ是波的特征量，因此光子說同時承認其電磁說） 對于宏觀物體不可想象的波粒二象性，在微觀世界卻不可避免。由此使我們進一步認識到，矛盾的對立統(tǒng)一性和事物發(fā)展的辯證統(tǒng)一性，是認識微觀世界的基本法則。 3．對“光具有波粒二象性”的理解　　 啟發(fā)討論并引導歸納： 　 （1）光具有能量、動量,表明光具有粒子性。光又具有波長、頻率，表明光具有波動性。且由E=hr：波粒二象性對光子來

6、講是統(tǒng)一的。 　 （2）大量的光子表現(xiàn)出波動性，個別光子表現(xiàn)出粒子性。 　 （3）波長越長的光，波動性越顯著，而頻率越高的光的粒子性越顯著。 （4）光在傳播過程中表現(xiàn)出波動性，光與物質(zhì)發(fā)生相互作用時表現(xiàn)出粒子性?！　? (三)、總結(jié)擴展 　 1．光子既不是經(jīng)典的波（惠更斯波），也不是經(jīng)典的粒子（牛頓彈性球）。光是客觀世界物質(zhì)形式之一。 　 2．光的波粒二象性最好地反映了自然科學中的矛盾統(tǒng)一性，對立依存的唯物辯證思想和奇異和諧美。由此使人類對微觀世界的認識大步向前。 　 七、板書設計：（投影） 第二節(jié)　 光的波粒二象性 , 電磁說 　 　 八、參考資料 　 1．光子的能量為E=hr，動量為p=h/λ 　 2．德布羅意波：德布羅意指出：自然界在許多方面具有顯著的對稱性。人類認識的宇宙是由光和實物兩種物質(zhì)組成的，既然光具有波粒二象性，那么實物或許也有二象性。德布羅意假設λ=h/p。P 為實物粒子的動量，h為普朗克恒量。且給出： λ=h/p=h/m= 　 m0 為實物粒子的靜質(zhì)量，V為運動速度。此式即德羅羅意公式。經(jīng)過大量實驗證實，德布羅意公式是成立的。