2019-2020年高中物理 《光的波粒二象性》教案 新人教版選修3-5.doc

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2019-2020年高中物理 《光的波粒二象性》教案 新人教版選修3-5 教學(xué)目的：使學(xué)生初步認(rèn)識(shí)和理解光的波粒二象性，并了解人類的認(rèn)識(shí)進(jìn)入微觀世界的途徑和方法 教學(xué)過(guò)程： 一、復(fù)習(xí)提問(wèn) 關(guān)于光的本性的認(rèn)識(shí)，歷史上都有過(guò)哪些學(xué)說(shuō)。簡(jiǎn)要說(shuō)明其發(fā)展過(guò)程 二、引入新課 光的干涉、衍射等現(xiàn)象無(wú)可爭(zhēng)辯地表明光具有波動(dòng)性，而光電效應(yīng)又無(wú)可爭(zhēng)辯地表明光具有粒子性。由于光既具有波動(dòng)性又具有粒子性，我們將無(wú)法只用其中的一種去說(shuō)明光的一切行為。 現(xiàn)在，人們認(rèn)識(shí)到，光既具有波動(dòng)性又具有粒子性，也就是說(shuō)光具有波粒二象性。 那么，我們有什么理由承認(rèn)光具有波和粒子的雙重性質(zhì)呢？ 首先，我們看到光子說(shuō)并未否定電磁說(shuō)，在一定程度上揭示了光的二象性。如： 光子的能量： E=hr=hc/λ 光子的動(dòng)量 P=hr/c=h/λ E、P是粒子的特征而r、λ是波的特征 又如：光子說(shuō)所闡述的光子的動(dòng)量P=hr/c=E/c；電磁說(shuō)所闡述的輻射能具有的動(dòng)量P=E/C 兩學(xué)說(shuō)一致的，可見，對(duì)于宏觀物體來(lái)說(shuō)不可想象的波粒二象性，在微觀領(lǐng)域里卻是不可避免必須承認(rèn)的現(xiàn)實(shí)，不過(guò)，我們不可把光當(dāng)成宏觀觀念中的波（經(jīng)典波）也不可把光當(dāng)成宏觀觀念中的粒子（經(jīng)典粒子） 其次，我們從下面實(shí)驗(yàn)中得到理解。 雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，在像屏處放置照相底片，并設(shè)法減弱光流強(qiáng)度。使光子一個(gè)一個(gè)地通過(guò)狹縫。 （1）曝光時(shí)間不太長(zhǎng)，底片上只出現(xiàn)一些無(wú)規(guī)則分布的點(diǎn)子 點(diǎn)子、表現(xiàn)出粒子性，點(diǎn)子分布的無(wú)規(guī)則，表明光子沒有一定的軌道（即不遵守牛頓動(dòng)定律） （2）曝光時(shí)間足夠長(zhǎng)（或強(qiáng)光短時(shí)間曝光），底片上出現(xiàn)規(guī)則的干涉條紋。 大量光子表現(xiàn)出波動(dòng)性，光波強(qiáng)度大的地方——光子到達(dá)機(jī)會(huì)多的地方——光子到達(dá)幾率大的地方 從這個(gè)意義上，我們可以把光的波動(dòng)性看用是大量光子運(yùn)動(dòng)規(guī)律——一種幾率波 結(jié)論： 大量光子產(chǎn)生的效果往往顯示波動(dòng)性 個(gè)別光子產(chǎn)生的效果往往顯示粒子性 從各種頻率電磁波的探測(cè)來(lái)理解低頻率光子容易顯示波動(dòng)性高頻率光子容易顯示粒子性 總之：我們要理解各種頻率的電磁波，就必須綜合運(yùn)用波動(dòng)觀點(diǎn)和粒子的觀點(diǎn)，這是由于波動(dòng)性與粒子性是光所具有的不可分割的屬性，即波粒二象性。從此我們已開始接觸到微觀世界具有的特殊規(guī)律。 習(xí)題精選 下列關(guān)于光的波粒二象性的說(shuō)法中正確的是 　　A、光的波動(dòng)性和粒子性是相互矛盾的，不能統(tǒng)一 　　B、在衍射現(xiàn)象中，暗條紋的地方是光子永遠(yuǎn)不能到達(dá)的地方 　　C、大量光子表現(xiàn)出的波動(dòng)性強(qiáng)，少量光子表現(xiàn)出的粒子性強(qiáng) 　　D、頻率低的光子表現(xiàn)出的粒子性強(qiáng)，頻率高的光子表現(xiàn)出的波動(dòng)性強(qiáng) 答案：C 典型例題 　　例題1：光的（　?。┖停ā　。┈F(xiàn)象說(shuō)明光具有波動(dòng)性， 現(xiàn)象說(shuō)明光具有粒子性。我們無(wú)法只用其中一種觀點(diǎn)說(shuō)明光的一切行為，因而認(rèn)為光具有（　?。┬浴? 　　答案：干涉，衍射，光電效應(yīng)，波粒二象 　　例題2：光既具有波動(dòng)性，又具有粒子性。大量光子表現(xiàn)出的（　?。?qiáng)，少量光子表現(xiàn)出的（　?。?qiáng)；頻率高的光子表現(xiàn)出的（　?。?qiáng)，頻率低的光子表現(xiàn)出的（　　　）強(qiáng)。 課后作業(yè)：[ 1、 關(guān)于波泣二象性，可否理解為在某些情況下光只具有波動(dòng)性，又在另外某些情況下只具有粒子性？ 2、 為什么說(shuō)象光子這樣的微觀粒子，只有從波粒二象性出發(fā)，才能說(shuō)明它的各種行為呢？[來(lái)