高三物理教案 康普顿效应

1、高三物理教案 康普顿效应康普顿效应三维教学目的1、知识与技能1理解康普顿效应，理解光子的动量2理解光既具有波动性，又具有粒子性;3知道实物粒子和光子一样具有波粒二象性;4理解光是一种概率波。2、过程与方法：1理解物理真知形成的历史过程;2理解物理学研究的根底是实验事实以及实验对于物理研究的重要性;3知道某一物质在不同环境下所表现的不同规律特性。3、情感、态度与价值观：领略自然界的奇妙与和谐，开展对科学的好奇心与求知欲，乐于探究自然界的奥秘，能体验探究自然规律的艰辛与喜悦。教学重点：实物粒子和光子一样具有波粒二象性教学难点：实物粒子的波动性的理解。教学方法：老师启发、引导，学生讨论、交流。教学用

2、具：投影片，多媒体辅助教学设备一引入新课提问：前面我们学习了有关光的一些特性和相应的事实表现，那么我们终究怎样来认识光的本质和把握其特性呢?光是一种物质，它既具有粒子性，又具有波动性。在不同条件下表现出不同特性，分别举出有关光的干预衍射和光电效应等实验事实。我们不能片面地认识事物，能举出本学科或其他学科或生活中类似的事或物吗?二进展新课1、康普顿效应1光的散射：光在介质中与物质微粒互相作用，因此传播方向发生改变，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一样的射线外，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，

3、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：假如入射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： 除原波长 外出现了移向长波方向的新的散射波长 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，= 0.0241=2.4110-3nm实验值称为电子的Compton波长只有当入射波长 与 可比较时，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。4经典电磁理论在解释康普顿效应时遇到的困难根据经典电磁波理论

4、，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。无法解释波长改变和散射角的关系。5光子理论对康普顿效应的解释假设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，于是散射光的波长大于入射光的波长。假设光子和束缚很紧的内层电子相碰撞，光子将与整个原子交换能量，由于光子质量远小于原子质量，根据碰撞理论， 碰撞前后光子能量几乎不变，波长不变。因为碰撞中交换的能量和碰撞的角度有关，所以波长改变和散射角有关。6康普顿散射实验的意义有力地支持了爱因斯坦光量子假设;首次在实验上证实了光子具有动量的假设;证实了在微观世界的单个

5、碰撞事件中，动量和能量守恒定律仍然是成立的。2、光的波粒二象性讲述光的波粒二象性，进展归纳整理。1我们所学的大量事实说明：光是一种波，同时也是一种粒子，光具有波粒二象性。光的分立性和连续性是相对的，是不同条件下的表现，光子的行为服从统计规律。2光子在空间各点出现的概率遵从波动规律，物理学中把光波叫做概率波。3、光的波动性与粒子性是不同条件下的表现：大量光子行为显示波动性;个别光子行为显示粒子性;光的波长越长，波动性越强;光的波长越短，粒子性越强。光的波动性不是光子之间互相作用引起的，是光子本身的一种属性。例题：每秒从太阳射到地球上垂直于太阳光的每平方米截面上的辐射能为1.4103J，其中可见光部分约占45%，