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高中物理第6章经典力学与现代物理6.4微观世界与量子论教案沪科版必修2--第1页

6.4微观世界与量子论

教研中心

教学指导

一、课标要求

1.初步认识量子物理学与经典物理学的区别,了解量子物理学对人类社会的进步产生的影响.

2.了解光电效应的实验规律，从中感受光的粒子性，通过对实验的研究和分析使学生了解光

子、光子的能量、极限频率、光电子和光电流的基本概念。

3.了解光谱、氢原子光谱，知道用玻尔的原子模型来解释原子的线状光谱，知道原子的能级

以及原子跃迁时发射或吸收光子的频率由｜E-E|决定.

mn

4.介绍光的波粒二象性和物质波，进一步开拓学生的视野，能够更全面地认识整个物理学的

发展、人类对整个自然的认识。

二、教学建议

1。光电效应是人类认识到光具有粒子性的重要实验，也是量子物理学产生的实验基础，在对

这部分内容的教学中应该注意以下几点：（1）赫兹等科学家发现光电子是人们进一步研究光

电效应的开始，在这里可以暗示学生光可能有能量；（2）实验探究——光电效应的实验规律

是本节的重点，要使学生在实验探究过程中认识光电管、光电流，感受到光具有能量并且与

其频率有关，理解极限频率、光的强度等概念。（3)在上面实验的基础上介绍爱因斯坦的光

量子理论，让学生用E=hν去感受不同频率的光所具有的能量不同。

2。实验指导：(1）介绍光电管以及实验电路；（2)引导学生使用正确的探究方法（包括如何

改变条件、控制变量）；（3）提示观察目标:电流表示数的变化；（4）指导学生作好记录;

（5）组织学生针对实验中的现象进行讨论.

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3。实验规律的分析论证实际上是在总结实验现象的同时介绍爱因斯坦的光量子理论,教学中

要注意现象与理论的对应关系,如：从紫光能产生光电效应而红光不能→提出极限频率→不同

金属的极限频率不同;从光电效应产生的瞬时性→提出光量子→光子的能量；从照射光的强

度增加光电流增大→光的强度越大代表单位时间内发射的光子数越多。

4.玻尔原子模型的教学可以从下面几个环节进行：（1）从线状光谱的产生原因提出问题;

（2）简要介绍卢瑟福的原子核式结构，并说明它不能解释线状光谱的产生；(3）介绍玻尔原

子模型的能量量子化与轨道半径量子化、能级、跃迁规律，它很好地解释了线状光谱的产

生，并经过了实验验证.

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5.在介绍实物粒子与波的时候应该注意总结光的波粒二象性,从德布罗意的物质波长λ=进

p

一步认识到物理学的奇妙与和谐,还应该告诉学生人类认识自然永无止境，物理学的明天会更

加绚丽。

资源参考

谈“光子”

一、光子究竟是什么样子

对于光是一种波，学生头脑中的形象很清楚，基本上就像水波或者声波一样,散布在一个

空域中，而这个空域的形体是可以变化的，光波可以分割，即使到了光的电磁理论的时候，

也只是把光波中振动的量，更具体化为电场与磁场而已。

对于光子，学生也习惯于要去建造一个模型来模拟，就是要找一个宏观物体,或者一种宏

观的运动,它能在主要方面和光子的行为相似.我们不妨为此去做些努力吧.

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把光子仍然想象成可以任意分割的波，可无法解释光电效应的规律，因为这些规律显示出光

的能量，必须是一份一份不可分割的。尤其是后来一些精彩的实验，把这种粒子性显示得更

加突出.比如有人做过用极微弱的光进行双缝干涉实验，在可以分辨的时间内，平均只有一个

光子到达屏幕，开始在屏幕上显示出来的不是很弱的干涉花