高中物理 《光的波粒二象性》教案 新人教版選修3-5

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1、2010-2011學(xué)年物理光的波粒二象性教學(xué)目的：使學(xué)生初步認(rèn)識和理解光的波粒二象性，并了解人類的認(rèn)識進(jìn)入微觀世界的途徑和方法教學(xué)過程：一、復(fù)習(xí)提問關(guān)于光的本性的認(rèn)識，歷史上都有過哪些學(xué)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(yīng)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(rèn)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(rèn)光具有波和粒子的雙重性質(zhì)呢？

2、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/λE、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(xué)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(lǐng)域里卻是不可避免必須承認(rèn)的現(xiàn)實(shí)，不過，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

3、片，并設(shè)法減弱光流強(qiáng)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(diǎn)子點(diǎn)子、表現(xiàn)出粒子性，點(diǎn)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(qiáng)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(qiáng)度大的地方——光子到達(dá)機(jī)會多的地方——光子到達(dá)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(yùn)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

4、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(yùn)用波動觀點(diǎn)和粒子的觀點(diǎn)，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(xí)題精選下列關(guān)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(yuǎn)不能到達(dá)的地方　　C、大量光子表現(xiàn)出的波動性強(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)出的波動性強(qiáng)答案：

5、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(diǎn)說明光的一切行為，因而認(rèn)為光具有（　?。┬浴！　〈鸢福焊缮?，衍射，光電效應(yīng)，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（　?。?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

6、象性出發(fā)，才能說明它的各種行為呢？[來www.ks5u.com