2010-2011学年高中物理 《光的波粒二象性》教案 新人教版选修3

用心 爱心 专心 1 2010 20112010 2011 学年物理学年物理 光的波粒二象性光的波粒二象性 教学目的 使学生初步认识和理解光的波粒二象性 并了解人类的认识进入微观世界的途径 和方法 教学过程 一 复习提问 关于光的本性的认识 历史上都有过哪些学说 简要说明其发展过程 二 引入新课 光的干涉 衍射等现象无可争辩地表明光具有波动性 而光电效应又无可争辩地表明光 具有粒子性 由于光既具有波动性又具有粒子性 我们将无法只用其中的一种去说明光的一 切行为 现在 人们认识到 光既具有波动性又具有粒子性 也就是说光具有波粒二象 性 那么 我们有什么理由承认光具有波和粒子的双重性质呢 首先 我们看到光子说并未否定电磁说 在一定程度上揭示了光的二象性 如 光子的能量 E hr hc 光子的动量 P hr c h E P 是粒子的特征而 r 是波的特征 又如 光子说所阐述的光子的动量 P hr c E c 电磁说所阐述的辐射能具有的动量 P E C 两学说一致的 可见 对于宏观物体来说不可想象的波粒二象性 在微观领域里却是不可避 免必须承认的现实 不过 我们不可把光当成宏观观念中的波 经典波 也不可把光当成宏 观观念中的粒子 经典粒子 其次 我们从下面实验中得到理解 双缝干涉实验 在像屏处放置照相底片 并设法减弱光流强度 使光子一个一个地通过狭缝 1 曝光时间不太长 底片上只出现一些无规则分布的点子 点子 表现出粒子性 点子分布的无规则 表明光子没有一定的轨道 即不遵守牛顿动定律 2 曝光时间足够长 或强光短时间曝光 底片上出现规则的干涉条纹 用心 爱心 专心 2 大量光子表现出波动性 光波强度大的地方 光子到达机会多的地方 光子到达几率大 的地方 从这个意义上 我们可以把光的波动性看用是大量光子运动规律 一种几率波 结论 大量光子产生的效果往往显示波动性 个别光子产生的效果往往显示粒子性 从各种频率电磁波的探测来理解低频率光子容易显示波动性高频率光子容易显示粒子 性 总之 我们要理解各种频率的电磁波 就必须综合运 用波动观点和粒子的观点 这是由于波 动性与粒子性是光所具有的不可分割的属性 即波粒二象性 从此我们已开始接触到微观世 界具有的特殊规律 习题精选 下列关于光的波粒二象性的说法中正确的是 A 光的波动性和粒子性是相互矛盾的 不能统一 B 在衍射现象中 暗条纹的地方是光子永远不能到达的地方 C 大量光子表现出的波动性强 少量光子表现出的粒子性强 D 频率低的光子表现出的粒子性强 频率高的光子表现出的波动性强 答案 C 典型例题 例题 1 光的 和 现象说明光具有波动性 现象说明光具有粒子性 我 们无法只用其中一种观点说明光的一切行为 因而认为光具有 性 答案 干涉 衍射 光电效应 波粒二象 例题 2 光既具有波动性 又具有粒子性 大量光子表现出的 强 少量光子表 现出的 强 频率高的光子表现出的 强 频率低的光子表现出的 强 课后作业 用心 爱心 专心 3 1 关于波泣二象性 可否理解为在某些情