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高中物理 第四章 波粒二象性 第3节 光的波粒二象性教案 教科版选修3-5-教科版高二选修3-5物理教案VIP免费

高中物理 第四章 波粒二象性 第3节 光的波粒二象性教案 教科版选修3-5-教科版高二选修3-5物理教案_第1页
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第三节光的波粒二象性课前自主学习1.光是一种电磁波,具有波动性,具有干涉和衍射等波所特有的性质.2.光子说:光不仅在发射和吸收时是一份一份的,而且光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的,光子的能量ε=hν.3.康普顿效应(1)光的散射:光子在介质中和物体微粒相互作用,使光的传播方向发生偏转,这种现象叫光的散射.(2)康普顿效应:X射线经物质散射后波长变长的现象.4.光的波粒二象性(1)光既具有波动性,又具有粒子性,即光具有波粒二象性.(2)光的波动性的证明:光能发生干涉、衍射和色散等波特有的现象.(3)光的粒子性的证明:光在与其他物质相互作用时,能量和动量是以一份一份的形式进行交换的.光电效应现象和康普顿效应证明光具有粒子性.5.光子的能量ε=hν,动量p=,两式左侧的ε和p描述光的粒子性,右侧的ν和λ描述光的波动性,两式把粒子性和波动性紧密地联系了起来.6.光是一种概率波在双缝干涉实验中,屏上亮纹的地方,是光子到达概率大的地方,暗纹的地方是光子到达概率小的地方.所以光波是一种概率波,即光波在某处的强度代表着光子在该处出现概率的大小.教学目标:1.了解光既具有波动性,又具有粒子性;2.知道实物粒子和光子一样具有波粒二象性;知道德布罗意波的波长和粒子动量关系。3.了解物理真知形成的历史过程,了解物理学研究的基础是实验事实以及实验对于物理研究的重要性。知道某一物质在不同环境下所表现的不同规律特性。4.通过学生阅读和教师介绍讲解,使学生了解科学真知的得到并非一蹴而就,需要经过一个较长的历史发展过程,不断得到纠正与修正。5.通过相关理论的实验验证,使学生逐步形成严谨求实的科学态度。通过了解电子衍射实验,使学生了解创造条件来进行有关物理实验的方法。教学重点实物粒子和光子一样具有波粒二象性,德布罗意波长和粒子动量关系。教学难点实物粒子的波动性的理解。设计思想:在有关事实和已知观点基础下,归纳光的本性,培养学生注意全面把握物理规律和全面把握物理规律的能力。课本材料和补充的史料让学生先行阅读,通过思考、辨析后归纳得出正确结论,比教师一人讲解更具有真实感和说服力。同时也培养了学生阅读材料提取有关信息的能力。对于难以理解的粒子的波动性,并且实际条件不允许进行实验验证,必须充分展示真实的历史资料,加强说服力。同时通过对历史上创造条件进行实验验证的方法学习,使学生初步体会如何创造条件进行科学实验探索,体会其中的奇妙之处,增强进行科学探索的兴趣。教学方法学生阅读-讨论交流-教师讲解-归纳总结教学资源:课件:PP演示文稿(科学家介绍,本节知识结构)。多媒体教学设备。教学设计:学习活动一:通过自主阅读教材了解康普顿效应问题1:什么是康普顿效应?(1)光的散射光在介质中与物质微粒相互作用,因而传播方向发生改变,这种现象叫做光的散射。(2)康普顿效应1923年康普顿在做X射线通过物质散射的实验时,发现散射线中除有与入射线波长相同的射线外,还有比入射线波长更长的射线,其波长的改变量与散射角有关,而与入射线波长和散射物质都无关。(3)康普顿散射的实验装置与规律:按经典电磁理论:如果入射X光是某种波长的电磁波,散射光的波长是不会改变的!散射中出现的现象,称为康普顿散射。康普顿散射曲线的特点:①除原波长外出现了移向长波方向的新的散射波长②新波长随散射角的增大而增大。波长的偏移为波长的偏移只与散射角有关,而与散射物质种类及入射的X射线的波长无关,=0.0241Å=2.41×10-3nm(实验值)称为电子的Compton波长只有当入射波长与可比拟时,康普顿效应才显著,因此要用X射线才能观察到康普顿散射,用可见光观察不到康普顿散射。问题2:康普顿效应现象说明了什么?(1)经典电磁理论在解释康普顿效应时遇到的困难:①根据经典电磁波理论,当电磁波通过物质时,物质中带电粒子将作受迫振动,其频率等于入射光频率,所以它所发射的散射光频率应等于入射光频率。②无法解释波长改变和散射角的关系。(2)光子理论对康普顿效应的解释①若光子和外层电子相碰撞,光子有一部分能量传给电子,散射光子的能量减少,于是散射...

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