《光的波粒二象性》教學(xué)設(shè)計

1、 光的波粒二象性教學(xué)設(shè)計 一、素質(zhì)教育目標： （一）知識教學(xué)點 1知道光具有波粒二象性 2知道光的粒子性和波動性是辯證統(tǒng)一的 （二）能力訓(xùn)練點 通過對光的電磁說與粒子說的認識，培養(yǎng)學(xué)生歸納概括及抽象思維能力。通過實驗事實的對比分析，提高學(xué)生的綜合能力。 （三）德肓滲透點通過對光既具有粒子性，又具有波動性的認識，滲透對學(xué)生奇異和諧美和辯證唯物主義思想的教育。進一步領(lǐng)會物理學(xué)研究和發(fā)展的過程：實驗或事實提出假設(shè) 實驗檢驗 完善假說或建立新的假說 實驗檢驗，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)。 二、重點、難點、疑點及解決辦法 本節(jié)課是在前幾節(jié)課的基礎(chǔ)上對光本性認識的歸納綜合，正確理解光的波粒二象性是學(xué)習(xí)的重點。對微

2、觀世界，波和粒子的圖象是如何和諧統(tǒng)一在一起的？是學(xué)習(xí)中的難點和疑點，教師可以將物理學(xué)家在光的雙縫干涉實驗中，通過減弱光強得到的現(xiàn)象講解，制成多媒體課件，或采用光的世界中關(guān)于“光的波粒二象性”的片斷放映觀看，生動、直接地去領(lǐng)會波粒二象的統(tǒng)一性。 三、課時安排 本節(jié)內(nèi)容安排一課時 四、教具準備 光的世界光碟上“光的波粒二象性”片段。底片上人頭像的曝光程度不同的四幅可對比圖片的多媒體課件。投影儀。 五、學(xué)生活動的設(shè)計學(xué)生活動主要從三個方面安排：第一，通過重要的實驗事實到光的電磁說與光子說，歸納得出波粒二象性，在教師引導(dǎo)下由學(xué)生完成。可以采用討論方式進行，也可通過提問歸納。 第二、對微觀世界中，波和粒

3、子圖象的和諧統(tǒng)一性的認識，建議制作多媒體課件，提供素材、圖片讓學(xué)生自己觀察分析，克服難點，解決疑點。第三、對“光具有波粒二象性”的認識從不同角度、不同側(cè)面引導(dǎo)學(xué)生討論，進而歸納其含義的要點。運用綜合啟發(fā)式教學(xué) 六、教學(xué)步驟： （一）整體感知、明確目標 介紹本課時學(xué)習(xí)的目標，從設(shè)問引入新課。 （二）重點、難點的的學(xué)習(xí)與目標完成過程 1光具有波粒二象性 引導(dǎo)學(xué)生討論、歸納或提問得出：光能發(fā)生干涉、衍射、光是電磁波。光電效應(yīng)現(xiàn)象又證明光具有粒子性，光既具有波動性又具有粒子性，因而光具有波粒二象性。 2在微觀世界，波和粒子的圖象是統(tǒng)一的。 多媒體課件展示：“在雙縫干涉實驗中，在屏處放上照相底片，設(shè)法減

4、弱光強，使光子只能一個一個地通過狹逢。科學(xué)家的實驗表明，如果曝光時間不太長，底片上出現(xiàn)一些無規(guī)則分布的亮點，那些亮點就是光子打在底片上形成的?！?觀察圖片：“曝光程度不同的四幅照片對比” 討論： （1）亮點的形成，表明光的什么屬性？（粒子性） （2）亮點分布有無規(guī)則？有無確定的軌道？與宏觀粒子運動是否相同！為什么？（光子與宏觀粒子的運動不同） （3）長時間曝光形成的干涉條紋現(xiàn)象，表明什么？（光的波動性是大量光子表現(xiàn)出來的現(xiàn)象，粒子性是個別光子表現(xiàn)出來的現(xiàn)象，亮條紋是光子出現(xiàn)幾率大的地方） （4）光子說并不否定光的電磁說，怎樣理解？（根據(jù)光子說，光子能量E=hr，而是波的特征量，因此光子說同時承

5、認其電磁說）對于宏觀物體不可想象的波粒二象性，在微觀世界卻不可避免。由此使我們進一步認識到，矛盾的對立統(tǒng)一性和事物發(fā)展的辯證統(tǒng)一性，是認識微觀世界的基本法則。3對“光具有波粒二象性”的理解 啟發(fā)討論并引導(dǎo)歸納： （1）光具有能量、動量,表明光具有粒子性。光又具有波長、頻率，表明光具有波動性。且由E=hr：波粒二象性對光子來講是統(tǒng)一的。 （2）大量的光子表現(xiàn)出波動性，個別光子表現(xiàn)出粒子性。 （3）波長越長的光，波動性越顯著，而頻率越高的光的粒子性越顯著。（4）光在傳播過程中表現(xiàn)出波動性，光與物質(zhì)發(fā)生相互作用時表現(xiàn)出粒子性。 (三)、總結(jié)擴展 1光子既不是經(jīng)典的波（惠更斯波），也不是經(jīng)典的粒子（牛頓彈性球）。光是客觀世界物質(zhì)形式之一。 2光的波粒二象性最好地反映了自然科學(xué)中的矛盾統(tǒng)一性，對立依存的唯物辯證思想和奇異和諧美。由此使人類對微觀世界的認識大步向前。 七、板書設(shè)計：（投影）第二節(jié) 光的波粒二象性, 電磁說 八、參考資料 1光子的能量為E=hr，動量為p=h/ 2德布羅意波：德布羅意指出：自然界在許多方面具有顯著的對稱性。人類認識的宇宙是由光和實物兩種物質(zhì)組成的，既然光具有波粒二象性，那么實物或許也有二象性。德布羅意