光的波粒二象性教案.pdf

光的波粒二象性 教案示例 一、教学目标 1．知识目标 （1）了解微粒说的基本观点及对光学现象的解释和所遇到的问题． （2 ）了解波动说的基本观点及对光学现象的解释和所遇到的问题． （3 ）了解事物的连续性与分立性是相对的，了解光既有波动性，又有粒子 性． （4 ）了解光是一种概率波． 2 ．能力目标 培养学生对问题的分析和解决能力， 初步建立光与实物粒子的波粒二象性以 及用概率描述粒子运动的观念． 3．情感目标 理解人类对光的本性的认识和研究经历了一个十分漫长的过程， 这一过程也 是辩证发展的过程．根据事实建立学说，发展学说，或是决定学说的取舍，发现 新的事实，再建立新的学说．人类就是这样通过光的行为，经过分析和研究，逐 渐认识光的本性的． 二、重点、难点分析 1、这一章的内容， 贯穿一条主线——人类对光的本性的认识的发展过程． 结 合各节内容， 适当穿插物理学史材料是必要的． 这种做法不但可使课堂教学主动 活泼，内容丰富，还可以对学生进行唯物辩证思想教育．本节就课本内容，十分 简单，学生学起来十分枯燥．课本所提到的内容，都是结论性的，加入一些史料 不仅可能而且必要． 2、本节中学生初步接触量子化、二象性、概率波等概念，由于没有直接的 生活经验，所以在教学中要重点让学生体会这些概念． 三、主要教学过程 光学现象是与人类的生产和日常生活密切相关的． 人类在对光学现象、 规律 的研究的同时，也开始了对光本性的探究． 到了 17 世纪，人类对光的本性的认识逐渐形成了两种学说． （一）光的微粒说 一般，人们都认为牛顿是微粒说的代表，牛顿于 1675 年曾提出：“光是一 群难以想象的细微而迅速运动的大小不同的粒子” ，这些粒子被发光体 “一个接 一个地发射出来”．用这样的观点，解释光的直进性、影的形成等现象是十分方 便的． 在解释光的反射和折射现象时， 同样十分简便．当光射到两种介质的界面时， 要发生反射和折射． 在解释反射现象时， 只要假设光的微粒在与介质作用时， 其 相互作用， 使微粒的速度的竖直分量方向变化， 但大小不变； 水平分量的大小和 方向均不发生变化 （因为在这一方向上没有相互作用） ，就可以准确地得出光在 反射时，反射角等于入射角这一与实验事实吻合的结论． 说到折射，笛卡儿曾用类似的假设， 成功地得出了入射角正弦与折射角正弦 之比为一常数的结论． 但当光从光疏介质射向光密介质时， 发生的是近法线折射， 即入射角大， 折射角小． 这时， 必须假设光在光密介质的传播速度较光在光疏介 质中的传播速度大才行． 一束光入射到两种介质界面时，既有反射，又有折射．何种情况发生反射， 何种情况下又发生折射呢？微粒说在解释这一点时遇到了很大的困难． 为此，牛 顿提出了著名的“猝发理论”．他提出： “每一条光线在通过任何折射面时，便 处于某种为时短暂的过渡性结构和状态之中． 在光线的前进过程中， 这种状态每 隔相等的间隔（等时或等距）内就复发一次，并使光线在它每一次复发时，容易 透过下一个折射面，而在它（相继）两次复发之间容易被这个面所反射”， “我 将把任何一条光线返回到倾向于反射（的状态）称它为‘容易反射的猝发’，而 把它返回到倾向于透射（的状态）称它为‘容易透射的猝发’