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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 精品教案第十七章 波粒二象性171 能量量子化：物理学的新纪元 一、教学目标：（一）学问与技能1明白什么是热辐射及热辐射的特性,明白黑体与黑体辐射 2明白黑体辐射的试验规律,明白黑体热辐射的强度与波长的关系 3明白能量子的概念（二）过程与方法 明白微观世界中的量子化现象；比较宏观物体和微观粒子的能量变化特点；体会量子论的建立深化了人们 对于物质世界的熟悉；（三）情感、态度与价值观 领会自然界的神奇与和谐,进展对科学的奇怪心与求知欲,乐于探究自然界的秘密,能体验探究自然规律 的艰辛与欢乐；教学重点：能量子的概念 教学难点：黑体辐射的试验
2、规律 教学方法：老师启示、引导,同学争论、沟通；教学用具：投影片,多媒体帮助教学设备 课时支配： 1 课时 教学过程（一）引入新课 老师：介绍能量量子化发觉的背景：（多媒体投影,见课件； ）19 世纪末页,牛顿定律在各个领域里都取得了很大的成功：在机械运动方面不用说,在分子物理方面,成 功地说明白温度、压强、气体的内能；在电磁学方面,建立了一个能推断一切电磁现象的 Maxwell 方程；另外仍找到了力、电、光、声-等都遵循的规律-能量转化与守恒定律；当时很多物理学家都陶醉于这些 成果和成功之中；他们认为物理学已经进展到头了；“ 科学的大厦已 1900 年,在英国皇家学会的新年庆祝会上,闻名物理
3、学家开尔文作了展望新世纪的发言：经基本完成,后辈的物理学家只要做一些零碎的修补工作就行了；”也就是说：物理学已经没有什么新东西了,后一辈只要把做过的试验再做一做,在试验数据的小数点后面 在加几位罢了！但开尔文到底是一位重视现实和有眼力的科学家,就在上面提到的文章中他仍讲到：“ 但是,在物理学晴朗天空的远处,仍有两朵令人担心的乌云,-”这两朵乌云是指什么呢？一朵与黑体辐射有关,另一朵与迈克尔逊试验有关；然而,事隔不到一年（1900 年底）,就从第一朵乌云中降生了量子论,紧接着（1905 年）从其次朵乌云中降生了相对论；经典物理学的大厦被完全动摇,物理学进展到了一个更为广阔的领域；正可谓“ 山重水
4、复疑无路,柳暗花明又一村”；点出课题：我们这节课就来体验物理学新纪元的到来能量量子化的发觉（二）进行新课1黑体与黑体辐射 老师：在明白什么是黑体与黑体辐射之前,请同学们先阅读教材,明白一下什么是热辐射；同学：阅读教材关于热辐射的描述；老师：通过课件呈现,加深同学对热辐射的懂得；并通过课件呈现,使同学进一步明白热辐射的特点,为 黑体概念的提出预备学问；（1）热辐射现象 固体或液体,在任何温度下都在发射各种波长的电磁波,这种由于物体中的分子、原子受到激发而发射电 磁波的现象称为热辐射；名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - -
5、名师精编 精品教案所辐射电磁波的特点与温度有关；例如：铁块 温度从看不动身光到暗红到橙色到黄白色 从能量转化的角度来熟悉,是热能转化为电磁能的过程；（2）黑体 老师：除了热辐射之外,物体表面仍会吸取和反射外界射来的电磁波；不同的物体吸取和反射电磁波的能 力是不一样的；概念：能全部吸取各种波长的电磁波而不发生反射的物体,称为确定黑体,简称黑体；老师：课件呈现黑体模型；不透亮的材料制成带小孔的的空腔,可近似看作黑体；如下列图；争论黑体辐射的规律是明白一般物体热辐射性质的基础；【例 1】以下表达正确选项 A一切物体都在辐射电磁波 B一般物体辐射电磁波的情形只与温度有关C黑体辐射电磁波的强度按波长的分
6、布只与黑体温度有关黑体模型知 一 般 物D黑体能够完全吸取入射的各种波长的电磁波解析 依据热辐射的定义,A 正确； 依据热辐射和黑体辐射的特点体辐射电磁波的情形除与温度有关外,仍与材料种类和表面状态有关,而黑体辐射只与黑体的温度有关,B 错误, C 正确；由黑体的定义知 D 正确；答案 ACD 2黑体辐射的试验规律 老师：引导同学阅读教材“ 黑体辐射的试验规律”,接合课件呈现,讲解黑体辐射的试验规律；如下列图；黑体热辐射的强度与波长的关系：随着温度的上升,一方面,各种波长的辐射强度都有增加,另一方面,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动；老师：提出问题,设置疑问；怎样说明黑体辐射的试验规律呢？
7、在新的理论产生之前,人们很自然地要依据热力学和电磁学规律来说明；德国物理学家维恩和英国物理学 家瑞利分别提出了辐射强度按波长分布的理论公式；结果导致理论与试验规律不符,甚至得出了特别荒谬的结论,当时被称为“ 紫外灾e0,T试验结果难” ；课件呈现：瑞利-金斯线；见课件；【例 2 】 炼钢工人通过观看炼. 0 1 2 1500K1700K4 5 钢炉内的颜色, 就可以估量出炉1300K内的温度,这是依据什么道理1100K 解析 此题考查热辐射的规3 m律,解题时要留意辐射的能量与温度的关系；答案 依据热辐射的规律可知,当物体的温度上升时,热辐射中较短波长的成分越来越强,可见光所占 份额增大,温度
8、越高红光成分削减,频率比红光大的其他颜色的光,为橙、黄、绿、蓝、紫等光的成分就增多；因此可依据炉内光的颜色大致估量炉内的温度点评 用学习的物理学问说明物理现象或者把握判定其特点,表达了学以致用的原就；3能量子：超越牛顿的发觉 老师：利用已有的理论说明黑体辐射的规律,导致了荒谬的结果；必定会促使人们去发觉新的理论；这就 是能量子概念；1900 年,德国物理学家普朗克提出能量量子化假说：辐射黑体分子、原子的振动可看作谐振子,这些谐振名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 精品教案子可以发射和吸取辐射能；但是这些谐振
9、子只能处于某些分立的状态,在这些状态中,谐振子的能量并不象经典物理学所答应的可具有任意值；相应的能量是某一最小能量 （称为能量子）的整数倍,即： ,1 , 2 ,3 ,. n ,n 为正整数,称为量子数；对于频率为 的谐振子最小能量为这个最小能量值,就叫做能量子h课件呈现：普朗克的能量子假说和黑体辐射公式（1）黑体辐射公式1900.10.19 普朗克在德国物理学会会议上提出一个黑体辐射公式MT2 heh/31c2kTh6 . 551034Js普朗克后来又为这种与经典物理格格不入的观念深感担心,只是在经过十多年的努力证明任何复归于经典物理的妄想都以失败而告终之后,他才坚决地信任 1918 年普朗
10、克荣获了诺贝尔物理学奖；h 的引入的确反映了新理论的本质；他的墓碑上只刻着他的姓名和h 6 . 626 10 34 焦 秒黑体辐射的争论卓有成效地呈现在人们的眼前,紫外灾难的疑点找到了,为人类解决了一大难题；使喜爱科学的人们又一次倍感欣慰,但真理与谬误之争就此平静了吗？没有；物理难题： 1888 年,霍瓦 Hallwachs发觉一个带负电的金属板被紫外光照耀会放电；近 10 年以后, 1897年,汤姆孙发觉了电子,此时,人们熟悉到那就是从金属表面射出的电子,后来,这些电子被称作光电子photoelectron ,相应的效应叫做光电效应；人们本着对光的完善理论（光的波动性、电磁理论）进行解释会显
11、现什么结果？明天,我们就连续学习“ 科学的转折：光的粒子性”【例 3】对应于 34xl0l9J的能量子,其电磁辐射的频率和波长各是多少 .它是什么颜色 . 解析 依据公式 o =h 和 =c/ 得 = /h=5.13x1014Hz =c/ =5.85x10-7Hz 5 13x10-14Hz 的频率属于黄光的频率范畴,它是黄光,其波长为 5 85xl07m；答案 5 13x10 l4Hz 585x10-7m 黄色点评 要娴熟把握 E=Pt=n , o =h 和 =c/ 等关系,这是解题的关键；（三）课堂小结老师活动：让同学概括总结本节的内容；请一个同学到黑板上总结,其他同学在笔记本上总结,然后请
12、同学评判黑板上的小结内容；同学活动：仔细总结概括本节内容,并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结,看谁的更好,好在什么地方；点评：总结课堂内容,培育同学概括总结才能；老师要放开,让同学自己总结所学内容,答应内容的次序不同,从而构建他们自己的学问框架；（四）作业： “ 问题与练习”1、2、3 题教学体会思维方法是解决问题的灵魂,是物理教学的根本；亲自实践参与学问的发觉过程是培育同学才能的关键,离开了思维方法和实践活动,物理教学就成了无源之水、无本之木；同学素养的培育就成了镜中花,水中月；名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 16 页精选学习资料 - - - -
13、 - - - - - 名师精编 精品教案172 科学的转折：光的粒子性 一、教学目标：（一）学问与技能1通过试验明白光电效应的试验规律；2知道爱因斯坦光电效应方程以及意义；3明白康普顿效应,明白光子的动量（二）过程与方法 经受科学探究过程,熟悉科学探究的意义,尝试应用科学探究的方法争论物理问题,验证物理规律；（三）情感、态度与价值观 领会自然界的神奇与和谐,进展对科学的奇怪心与求知欲,乐于探究自然界的秘密,能体验探究自然规律 的艰辛与欢乐；教学重点：光电效应的试验规律 教学难点：爱因斯坦光电效应方程以及意义教学方法：老师启示、引导,同学争论、沟通；教学用具：投影片,多媒体帮助教学设备 课时支配
14、： 2 课时教学过程：（一）引入新课提问：回忆前面的学习,总结人类对光的本性的熟悉的进展过程？（多媒体投影,见课件；）同学回忆、摸索,并回答；老师倾听、点评；光的干涉、衍射现象说明光是电磁波,光的偏振现象进一步说明光仍是横波；19 世纪 60 岁月,麦克斯韦又从理论上确定了光的电磁波本质；然而,出人意料的是,正值人们以为光的波动理论好像特别完善的时 候,又发觉了用波动说无法说明的新现象光电效应现象；对这一现象及其他相关问题的争论,使得人 们对光的又一本质性熟悉得到了进展；（二）进行新课1光电效应 老师：试验演示； （课件帮助表达）用弧光灯照耀擦得很亮的锌板,留意用导线与不带电的验电器 相连）,
15、使验电 器张角增大到约为 30 度时,再用与丝绸磨擦过的玻璃棒去靠近锌板,就验电器的指针张角会变大；同学：仔细观看试验；老师提问：上述试验说明白什么？同学：说明锌板在射线照耀下失去电子而带正电；概念：在光 包括不行见光 的照耀下, 从物体发射电子的现象叫 做光电效应；发射出来的电子叫做光电子；2光电效应的试验规律（1）光电效应试验 如下列图,光线经石英窗照在阴极上,便有电子逸出-光电子；光电子在电场作用下形成光电流；概念：遏止电压 将换向开关反接, 电场反向, 就光电子离开阴极后将受反向电场阻碍作用；名师归纳总结 当 K、A 间加反向电压,光电子克服电场力作功,当电压达到某一值Uc 第 4 页
16、,共 16 页时,光电流恰为0； Uc 称遏止电压；依据动能定理,有1m evc2eU c2- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 精品教案（2）光电效应试验规律 光电流与光强的关系 饱和光电流强度与入射光强度成正比； 截止频率 c -极限频率 对于每种金属材料,都相应的有一确定的截止频率 c ；当入射光频率 c 时,电子才能逸出金属表面； c 时,无论光强多大也无电子逸出金属表面；当入射光频率 光电效应是瞬时的；从光开头照耀到光电子逸出所需时间10-9s；3光电效应说明中的疑难 经典理论无法说明光电效应的试验结果；经典理论认为,依据经典电磁理论,
17、入射光的光强越大,光波的电场强度的振幅也越大,作用在金属中电 子上的力也就越大,光电子逸出的能量也应当越大；也就是说,光电子的能量应当随着光强度的增加而增 大,不应当与入射光的频率有关,更不应当有什么截止频率；光电效应试验说明：饱和电流不仅与光强有关而且与频率有关,光电子初动能也与频率有关；只要频率高 于极限频率,即使光强很弱也有光电流；频率低于极限频率时,无论光强再大也没有光电流；光电效应具有瞬时性；而经典认为光能量分布在波面上,吸取能量要时间,即需能量的积存过程；为了说明光电效应,爱因斯坦在能量子假说的基础上提出光子理论,提出了光量子假设；4爱因斯坦的光量子假设（1）内容光不仅在发射和吸取
18、时以能量为h 的微粒形式显现, 而且在空间传播时也是如此；也就是说,频率为 的光是由大量能量为E =h 的光子组成的粒子流,这些光子沿光的传播方向以光速c 运动；（2）爱因斯坦光电效应方程在光电效应中金属中的电子吸取了光子的能量,一部分消耗在电子逸出功后的动能Ek ；由能量守恒可得出：hE kW 0W0 为电子逸出金属表面所需做的功,称为逸出功 Wk 为光电子的最大初动能；（3）爱因斯坦对光电效应的说明：光强大,光子数多,释放的光电子也多,所以光电流也大；电子只要吸取一个光子就可以从金属表面逸出,所以不需时间的累积；从方程可以看出光电子初动能和照耀光的频率成线性关系W0,另一部分变为光电子逸出
19、从光电效应方程中,起初动能为零时,可得极限频率：cW 0h爱因斯坦光子假说圆满说明白光电效应,但当时并未被物理学家们广泛承认,由于它完全违反了光的波动 理论；5光电效应理论的验证美国物理学家密立根,花了十年时间做了“ 光电效应” 试验,结果在1915 年证明白爱因斯坦光电效应方程, h 的值与理论值完全一样,又一次证明白“ 光量子” 理论的正确；呈现演示文稿资料：爱因斯坦和密立根由于爱因斯坦提出的光子假说成功地说明白光电效应的试验规律,荣获1921 年诺贝尔物理学奖；密立根由于争论基本电荷和光电效应,特殊是通过闻名的油滴试验,证明电荷有最小单位；获得 1923 年诺贝尔物理学奖；点评：应用物理
20、学家的历史资料,不仅有真实感,增强了说服力,同时也能对同学进行发放训练,有利于培育同学的科学态度和科学精神,激发同学的探究精神；名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 例题（教材 36 页）名师精编精品教案同学通过运算得出相应的正确结果；点评：理论联系实际,适量的练习题可以进一步巩固和把握所学理论学问；6光电效应在近代技术中的应用（1）光控继电器可以用于自动掌握,自动计数、自动报警、自动跟踪等；（2）光电倍增管可对柔弱光线进行放大,可使光电流放大7康普顿效应（1）光的散射105108 倍,灵敏度高,用在工程、天文、科研、
21、军事等方面；光在介质中与物质微粒相互作用,因而传播方向发生转变,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试验时,发觉散射线中除有与入射线波长相同的射线外,仍有 比入射线波长更长的射线,其波长的转变量与散射角有关,而与入射线波长 和散射物质都无关；（3）康普顿散射的试验装置与规律：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 转变的！散射中显现 0 的现象,称为康普顿散射；康普顿散射曲线的特点：名师归纳总结 除原波长0 外显现了移向长波方向的新的散射波长第 6 页,共 16 页 新波长随散射角的增大而增大；- - - - -
22、- -精选学习资料 - - - - - - - - - 波长的偏移为名师精编精品教案0 无关,0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0c1cosc = 0.0241.=2.41 10-3nm （试验值）称为电子的 Compton 波长只有当入射波长 0 与 c 可比拟时,康普顿效应才显著,因此要用 X 射线才能观看到康普顿散射,用可见光观看不到康普顿散射；（4）经典电磁理论在说明康普顿效应时遇到的困难 依据经典电磁波理论,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；无法说明波长转变和散射角的关系；（
23、5）光子理论对康普顿效应的说明 如光子和外层电子相碰撞,光子有一部分能量传给电子,散射光子的能量削减,于是散射光的波长大于 入射光的波长；如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；由于碰撞中交换的能量和碰撞的角度有关,所以波长转变和散射角有关；（6）康普顿散射试验的意义 有力地支持了爱因斯坦“ 光量子” 假设；首次在试验上证明白“ 光子具有动量” 的假设；证明白在微观世界的单个碰撞大事中,动量和能量守恒定律仍旧是成立的；呈现演示文稿资料：康普顿 康普顿的成功也不是一帆风顺的,在他早期的几篇论文中,
24、始终认为散射光频率的转变是由于“ 混进来了 某种荧光辐射”；在运算中起先只考虑能量守恒,后来才熟悉到仍要用动量守恒；康普顿于 1927 年获诺贝尔物理奖；呈现演示文稿资料：吴有训对争论康普顿效应的奉献1923 年,吴有训参与了发觉康普顿效应的争论工作 . 19251926 年,吴有训用银的 X 射线 0 =5.62nm 为入射线,以 15 种轻重不同的元素为散射物质,在同一散射角 120 测量各种波长的散射光强度,作了大量 X 射线散射试验；对证明康普顿效应作出了重要奉献；点评：应用物理学家的历史资料,不仅有真实感,增强了说服力,同时也能对同学进行发放训练,有利于 培育同学的科学态度和科学精神
25、,激发同学的探究精神；（7）光子的能量和动量名师归纳总结 Emc2Eh第 7 页,共 16 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 精品教案说明：动量能量是描述粒子的,频率和波长就是用来描述波的mhh2chhc2Pmccc（三）课堂小结 老师活动：让同学概括总结本节的内容；请一个同学到黑板上总结,其他同学在笔记本上总结,然后请同 学评判黑板上的小结内容；同学活动：仔细总结概括本节内容,并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结,看 谁的更好,好在什么地方；点评：总结课堂内容,培育同学概括总结才能；老师要放开,让同学自己总结所学内容,
26、答应内容的次序不同,从而构建他们自己的学问框架；16 题；（四）作业： “ 问题与练习”教学体会 思维方法是解决问题的灵魂,是物理教学的根本；亲自实践参与学问的发觉过程是培育同学才能的关键,离开了思维方法和实践活动,物理教学就成了无源之水、无本之木；同学素养的培育就成了镜中花,水中 月；17.3 崭新的一页：粒子的波动性 一、教学目标：（一）学问与技能1明白光既具有波动性,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；3知道德布罗意波的波长和粒子动量关系；（二）过程与方法 1明白物理真知形成的历史过程；2明白物理学争论的基础是试验事实以及试验对于物理争论的重要性；3知道某一物质在不同环
27、境下所表现的不同规律特性；（三）情感、态度与价值观 1通过同学阅读和老师介绍讲解,使同学明白科学真知的得到并非一蹴而就,需要经过一个较长的历史 进展过程,不断得到订正与修正；2通过相关理论的试验验证,使同学逐步形成严谨求实的科学态度；3通过明白电子衍射试验,使同学明白制造条件来进行有关物理试验的方法；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懂得；教学方法：同学阅读争论沟通老师讲解归纳总结教学用具：课件：PP演示文稿（科学家介绍,本节学问结构）；多媒体教学设备；课时支配 :1 课时 教学过程 : （一）引入新课 提问：前面我们学习了有关
28、光的一些特性和相应的事实表现,那么我们到底怎样来熟悉光的本质和把握其 特性呢？请同时举出相应的事实基础；同学阅读课本、摸索后回答：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名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 精品教案特性；（分别举出有关光的干涉衍射和光电效应等试验事实）；点评：让同学阅读课本内容结合前面所学学问进行归纳总结,形成正确观点；老师：原先我们不能片面地熟悉事物,能举出本学科或其他学科或生活中类似的事或物吗？同学举例说明：例如哲学中对事物的辨正观点等；点评：培育同学对事物或规
29、律的全面把握,并与与其他学科进行横向渗透联系；（二）进行新课1、光的波粒二象性 老师：表达光的波粒二象性；在同学的辨析说明下进行归纳整理；（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,光子的行为听从统计规律；（2）光子在空间各点显现的概率遵从波动规律,物理学中把光波叫做概率波；点评： 通过同学归纳总结形成结论,老师再进行讲解, 同学简洁接受； 充分留意学问的同学自主形成过程；2、光子的能量与频率以及动量与波长的关系；hvph/c是否也具有波动性呢？让同学找到更多的关系公式：ph/hv/v提问：受此启示,人们想到：同
30、样作为物质的实物粒子如电子、原子、分子等同学阅读课本“ 粒子的波动性”；点评：让同学带着问题阅读,提高阅读的效率,培育同学从课文材料中提取有关信息的才能；3、粒子的波动性 提问：谁大胆地将光的波粒二象性推广到实物粒子？只是由于他大胆吗？同学回答：法国科学家德布罗意考虑到普朗克能量子和爱因斯坦光子理论的成功,大胆地把光的波粒二象 性推广到实物粒子；呈现演示文稿资料：有关德布罗意；点评：使同学明白对学问理论的推广和假设并不是一味（1）德布罗意波的凭空猜想,而是有肯定的理论或事实基础；实物粒子也具有波动性,这种波称之为物质波,也叫德布罗意波；（2）物质波波长hhEpmvp提问：各物理量的意义？同学回
31、答：为德布罗意波长,h 为普朗克常量,p 为粒子动量；点评：对物理原理公式的懂得关键在于对各物理量意义的懂得；表达：当时这一观点超出了人们的想象,不被人们所接受,历史上类似的事例我们仍知道那些？同学回答：伽利略的两个铁球同时落地等；点评：使同学明白正确的学问理论往往并不是一提出就能被大家所接受的；老师：让同学带着问题阅读课本有关内容,为什么德布罗意波观点很难通过试验验证？又是在怎样的条件 下使实物粒子的波动性得到了验证？4物质波的试验验证 提问：粒子波动性难以得到验证的缘由？同学阅读教材后回答：宏观物体的波长比微观粒子的波长小得多,这在生活中很难找到能发生衍射的障碍名师归纳总结 物,所以我们并
32、不认为它有波动性作为微观粒子的电子,其德布罗意波波长为1010m 数量级,找与之第 9 页,共 16 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 精品教案相匹配的障碍物也非易事点评：让同学知受实际条件的限制而使很多理论在开头都处于假设阶段,不易被人们接受；例题：某电视显像管中电子的运动速度是4.0 107m/s ；质量为 10g 的一颗子弹的运动速度是200m/s 分别运算它们的德布罗意波长引导同学分析,同学解答：依据公式h /p运算得 1.8 10-11m 和 3.3 10-34m 点评：通过详细运算使同学对实物粒子的德布罗意波长有感性熟悉,进一步
33、懂得实物粒子波动性验证的困 难；说明：由运算结果知,通常生活中观看不到实物波动特性征的缘由；呈现演示文稿资料：电子波动性的发觉者戴维森和小汤姆逊（电子波动性的发觉 ,使得德布罗意由于提出实物粒子具有波动性这一假设得以证明 ,并因此而获得 1929 年 诺贝尔物理学奖 .而戴维森和小汤姆逊由于发觉了电子的波动性也同获 1937 年诺贝尔物理学奖）同学阅读有关物理学历史资料,明白物理学有关学问的形成建立和进展的真是过程；点评：应用物理学家的历史资料,不仅有真实感,增强了说服力,同时也能对同学进行发放训练,有利于 培育同学的科学态度和科学精神,激发同学的探究精神；老师：表达电子衍射试验：1927 年
34、,两位美国物理学家使电子束投射到镍的晶体上,得到了电子束的衍射 图案从而证明白德布罗意的假设；同学明白更详细的相关历史资料；点评：增加真实感,使同学初步体会如何制造条件进行科学试验探究,体会其中的神奇之处；表达：除了电子以外,后来仍间续证明白质子、中子以及原子、分子的波动性；点评：引用更多试验事实来增强对理论的证明；提问：衍射现象对高辨论率的显微镜有影响否？如何改进？同学阅读课本材料：显微镜的辨论本事；点评：对所学学问进行拓展,加强对实际生产生活应用的联系；（三）课堂小结 老师活动：本节课我们学习了光的本质,即光是一种物质,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；留意对光的
35、本质的全面把握；学习了得到试验事试验证的实物粒子波动性,其对应的 波称之为物质波,留意把握物质波的运算公式；点评：反思小节为同学供应本节内容的主要学问框架,有利于同学对所学学问的准时巩固和学问重点的把 握；（四）作业：复习本节教材 摸索教材第 43 页“ 问题与练习” 中各题,预做回答；点评：加深对课堂所学学问的懂得和把握,联系实际对所学内容进行应用；教学体会 本节课作为近代物理部分内容,比较抽象,同学没有生活体会和感观熟悉,也没有演示试验可以做,在课 堂上留意以同学为主导,通过补充的一些史料,加深同学感受,让同学阅读摸索后归纳得出结论,同样能 收到好的成效；（1）在有关事实和已知观点基础下,
36、归纳光的本性,培育同学留意全面把握物理规律和全面把握物理规 律的才能；（2）课本材料和补充的史料让同学先行阅读,通过摸索、辨析后归纳得出正确结论,比老师一人讲解更 具有真实感和说服力；同时也培育了同学阅读材料提取有关信息的才能；（3）对于难以懂得的粒子的波动性,并且实际条件不答应进行试验验证,必需充分呈现真实的历史资料,加强说服力；同时通过对历史上制造条件进行试验验证的方法学习,使同学初步体会如何制造条件进行科 学试验探究,体会其中的神奇之处,增强进行科学探究的爱好；名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 精
37、品教案17.4 概 率 波 一、教学目标：（一）学问与技能1明白微粒说的基本观点及对光学现象的说明和所遇到的问题2明白波动说的基本观点及对光学现象的说明和所遇到的问题3明白事物的连续性与分立性是相对的,明白光既有波动性,又有粒子性4明白光是一种概率波（二）过程与方法1领会什么是概率波 2明白物理学中物理模型的特点初步把握科学抽象这种争论方法 3通过数形结合的学习,熟悉数学工具在物理科学中的作用（三）情感、态度与价值观 懂得人类对光的本性的熟悉和争论经受了一个特别漫长的过程,这一过程也是辩证进展的过程依据事实 建立学说,进展学说,或是打算学说的取舍,发觉新的事实,再建立新的学说人类就是这样通过光
38、的行 为,经过分析和争论,逐步熟悉光的本性的教学重点：人类对光的本性的熟悉的进展过程教学难点：对量子化、波粒二象性、概率波等概念的懂得 教学方法：“ 创设情形,提出问题观看摸索,自主探究争论沟通,总结归纳” 为教学结构,采纳“ 沟通互动”教学用具：课件：PP演示文稿（科学家介绍,本节学问结构）；多媒体教学设备；课时支配： 1 课时 教学过程：（一）引入新课 课件播放：康普顿散射试验 表达： 康普顿效应是 射线或 X 射线打在物质上, 与物质中原子的核外电子发生相互作用,作用后产生散 射光子和反冲电子的效应；同学：观看课件,同时摸索争论该试验反映了光的什么性,摸索光是粒子仍是波？结论：康普顿效应
39、进一步证明白光的粒子性；是验证光的波粒二象性的重要物理试验之一；点评：创设新颖的教学情形引入新课,激发同学的认知和学习爱好,培育他们对新的科学学问的明白和探 究精神；课件播放：光的衍射 表达：光在传播中遇到障碍物会“ 绕行”结论：光具有波动性 同学回忆：发生明显衍射现象的条件,分析争论在平常不简洁观看到明显衍射现象的缘由,以及采纳怎样 的措施能够较为便利的观看到明显衍射现象？点评：适时的反思小结为不仅有利于学问的联系和巩固,更有利于同学良好学习习惯的形成；老师：在经典的物理学中,波和粒子是两种不同的争论对象,具有特别不同的表现；那么对于光和电子、质子等粒子,这两种互不相容的属性又能“ 集于一身
40、” 呢？（二）进行新课 1、光的波粒二象性17 世纪的微粒说和波动说是两种对立的学说,都受到传统观念的影响,由于传统观念认为在宏观现象中波动性和粒子性是对立的；微观世界的某些属性与宏观世界不同,光子说没有否定波动性和光的电磁说,光 子的能量与频率有关,频率是波的特点；同学跟随老师的表达对于原先所学的相关学问进行自主的回忆和归纳整理；点评：对于已经学习过的学问可以穿插在平常的教学过程中经常进行温习反思和类比迁移,多次反复肯定 可以帮忙同学更好的把握和利用学问；名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 精品教案问题
41、 ：在微观世界中,如何把波的图象与粒子的图象统一起来呢？同学摸索、争论后给出一些答复,就各种答案加以分析提炼总结；点评：给同学肯定的自主学习的时间和空间成效比被动的接受学问要好,能够更加有效的培育他们的学习 主动性和能动性；2、光波是概率波（1）光强 表达：光的强度指单位时间内到达单位面积的光的能量,也就是明条纹处到达的光子多,暗条纹处到达的 光子数少（2）概率波 课件：伽尔顿板试验 试验一：用很弱的光做双缝干涉,暴光时间短,可看到胶片上显现一些无规章分布的点子；试验二：暴光时间足够长,有大量光子通过狭缝,底片上显现了规章的干涉条纹；同学仔细观看课件,不放过课件演示过程中的每一个细节,同时对观
42、看的熟悉看法做一些个别的争论和交 流；点评：科学争论肯定要有足够的细心,课堂上的一些演示试验和课件呈现的观看分析同样如此,往往一些 关键的现象是稍纵即逝,同学在这方面习惯的养成对他们今后的学习生活和争论工作会有莫大的帮忙；表达：试验一说明：光表现出粒子性,也看到光子的运动与宏观现象中质点的运动不同,没有肯定的轨道；单个 光子通过双缝后的落点无法猜测；试验二说明：光的波动性是大量光子表现出来的现象,在干涉条纹中,那些光波强的地方是光子到达机会 多的地方或是到达几率大的地方,光波弱的地方是光子到达机会少的地方；光的波动性可看做是大量光子 运动的规律；观看试验摸索：是否可以认为光子之间的相互作用使它
43、表现出波动性？同学持有不同的观点,有的认为是光子之间的相互作用使它表现出波动性,有的就认为不是光子之间的相 互作用使它表现出波动性,各执己见,各抒己见；点评：同学在学习过程中有疑问是好事,能够就相关的问题绽开分析争论更是他们有深厚求知欲的表达,应予以勉励和确定；表达：试验说明：假如狭缝只能让一个光子通过,得到的照片和上面相同,把一个缝拦住,光屏上不再出 现干涉条纹,说明光的波动性不是光子之间相互作用引起的,是光子本身的一种属性；3、光的波动性与粒子性是不同条件下的表现：表达：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 同学在进一步的试验现象和理论学问的指引下,形成统一的观点：光的波动性不是光子之间相互作用引起 的,是光子本身的一种属性；点评：存疑求解,人类社会的不断进展和科学技术的日益进步都是在这样的情形下取得；例题：已知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1.4 103J,其中可见光部分约占45%,假设认为可见光的波长均为 0.55 m ,太阳向各个方向的辐射是匀称的,日地之间距离为R=1.5 1011m,估算出太阳每秒辐射出的可见光的光子数；同学通过运算得出相应的正确结果；（保留两位有效数字）点评：理论联系实际,适量的实际操作可以进一