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 教學目的：使學生初步認識和理解光的波粒二象性，并了解人類的認識進入微觀世界的途徑和方法 教學過程： 一、復習提問 關于光的本性的認識，歷史上都有過哪些學說。簡要說明其發(fā)展過程 二、引入新課 光的干涉、衍射等現(xiàn)象無可爭辯地表明光具有波動性，而光電效應又無可爭辯地表明光具有粒子性。由于光既具有波動性又具有粒子性，我們將無法只用其中的一種去說明光的一切行為。 現(xiàn)在，人們認識到，光既具有波動性又具有粒子性，也就是說光具有波粒二象性。 那么，我們有什么理由承認光具有波和粒子的雙重性質(zhì)呢？ 首先，我們看到光子說并未否定電磁說，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：光子說所闡述的光子的動量P=hr/c=E/c；電磁說所闡述的輻射能具有的動量P=E/C 兩學說一致的，可見，對于宏觀物體來說不可想象的波粒二象性，在微觀領域里卻是不可避免必須承認的現(xiàn)實，不過，我們不可把光當成宏觀觀念中的波（經(jīng)典波）也不可把光當成宏觀觀念中的粒子（經(jīng)典粒子） 其次，我們從下面實驗中得到理解。 雙縫干涉實驗，在像屏處放置照相底片，并設法減弱光流強度。使光子一個一個地通過狹縫。 （1）曝光時間不太長，底片上只出現(xiàn)一些無規(guī)則分布的點子 點子、表現(xiàn)出粒子性，點子分布的無規(guī)則，表明光子沒有一定的軌道（即不遵守牛頓動定律） （2）曝光時間足夠長（或強光短時間曝光），底片上出現(xiàn)規(guī)則的干涉條紋。 大量光子表現(xiàn)出波動性，光波強度大的地方——光子到達機會多的地方——光子到達幾率大的地方 從這個意義上，我們可以把光的波動性看用是大量光子運動規(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性 個別光子產(chǎn)生的效果往往顯示粒子性 從各種頻率電磁波的探測來理解低頻率光子容易顯示波動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，就必須綜合運用波動觀點和粒子的觀點，這是由于波動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。 習題精選 下列關于光的波粒二象性的說法中正確的是 　　A、光的波動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不能到達的地方 　　C、大量光子表現(xiàn)出的波動性強，少量光子表現(xiàn)出的粒子性強 　　D、頻率低的光子表現(xiàn)出的粒子性強，頻率高的光子表現(xiàn)出的波動性強 答案：C 典型例題 　　例題1：光的（　?。┖停ā　。┈F(xiàn)象說明光具有波動性， 現(xiàn)象說明光具有粒子性。我們無法只用其中一種觀點說明光的一切行為，因而認為光具有（　　）性。 　　答案：干涉，衍射，光電效應，波粒二象 　　例題2：光既具有波動性，又具有粒子性。大量光子表現(xiàn)出的（　?。?，少量光子表現(xiàn)出的（　?。?；頻率高的光子表現(xiàn)出的（　?。?，頻率低的光子表現(xiàn)出的（　　　）強。 課后作業(yè)：[ 1、 關于波泣二象性，可否理解為在某些情況下光只具有波動性，又在另外某些情況下只具有粒子性？ 2、 為什么說象光子這樣的微觀粒子，只有從波粒二象性出發(fā)，才能說明它的各種行為呢？[來