光的波粒二象性教學(xué)設(shè)計(jì) 一、素質(zhì)教育目標(biāo)： （一）知識(shí)教學(xué)點(diǎn) 1知道光具有波粒二象性 2知道光的粒子性和波動(dòng)性是辯證統(tǒng)一的 （二）能力訓(xùn)練點(diǎn) 通過(guò)對(duì)光的電磁說(shuō)與粒子說(shuō)的認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生歸納概括及抽象思維能力。通過(guò)實(shí)驗(yàn)事實(shí)的對(duì)比分析，提高學(xué)生的綜合能力。 （三）德肓滲透點(diǎn)通過(guò)對(duì)光既具有粒子性，又具有波動(dòng)性的認(rèn)識(shí)，滲透對(duì)學(xué)生奇異和諧美和辯證唯物主義思想的教育。進(jìn)一步領(lǐng)會(huì)物理學(xué)研究和發(fā)展的過(guò)程：實(shí)驗(yàn)或事實(shí)提出假設(shè) 實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn) 完善假說(shuō)或建立新的假說(shuō) 實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)。 二、重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn)及解決辦法 本節(jié)課是在前幾節(jié)課的基礎(chǔ)上對(duì)光本性認(rèn)識(shí)的歸納綜合，正確理解光的波粒二象性是學(xué)習(xí)的重點(diǎn)。對(duì)微觀世界，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(diǎn)和疑點(diǎn)，教師可以將物理學(xué)家在光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)減弱光強(qiáng)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(dòng)、直接地去領(lǐng)會(huì)波粒二象的統(tǒng)一性。 三、課時(shí)安排 本節(jié)內(nèi)容安排一課時(shí) 四、教具準(zhǔn)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(duì)比圖片的多媒體課件。投影儀。 五、學(xué)生活動(dòng)的設(shè)計(jì)學(xué)生活動(dòng)主要從三個(gè)方面安排：第一，通過(guò)重要的實(shí)驗(yàn)事實(shí)到光的電磁說(shuō)與光子說(shuō)，歸納得出波粒二象性，在教師引導(dǎo)下由學(xué)生完成?？梢圆捎糜懻摲绞竭M(jìn)行，也可通過(guò)提問(wèn)歸納。 第二、對(duì)微觀世界中，波和粒子圖象的和諧統(tǒng)一性的認(rèn)識(shí)，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(diǎn)，解決疑點(diǎn)。第三、對(duì)“光具有波粒二象性”的認(rèn)識(shí)從不同角度、不同側(cè)面引導(dǎo)學(xué)生討論，進(jìn)而歸納其含義的要點(diǎn)。運(yùn)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(biāo) 介紹本課時(shí)學(xué)習(xí)的目標(biāo)，從設(shè)問(wèn)引入新課。 （二）重點(diǎn)、難點(diǎn)的的學(xué)習(xí)與目標(biāo)完成過(guò)程 1光具有波粒二象性 引導(dǎo)學(xué)生討論、歸納或提問(wèn)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(dòng)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(shí)驗(yàn)中，在屏處放上照相底片，設(shè)法減弱光強(qiáng)，使光子只能一個(gè)一個(gè)地通過(guò)狹逢?？茖W(xué)家的實(shí)驗(yàn)表明，如果曝光時(shí)間不太長(zhǎng)，底片上出現(xiàn)一些無(wú)規(guī)則分布的亮點(diǎn)，那些亮點(diǎn)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(duì)比” 討論： （1）亮點(diǎn)的形成，表明光的什么屬性？（粒子性） （2）亮點(diǎn)分布有無(wú)規(guī)則？有無(wú)確定的軌道？與宏觀粒子運(yùn)動(dòng)是否相同！為什么？（光子與宏觀粒子的運(yùn)動(dòng)不同） （3）長(zhǎng)時(shí)間曝光形成的干涉條紋現(xiàn)象，表明什么？（光的波動(dòng)性是大量光子表現(xiàn)出來(lái)的現(xiàn)象，粒子性是個(gè)別光子表現(xiàn)出來(lái)的現(xiàn)象，亮條紋是光子出現(xiàn)幾率大的地方） （4）光子說(shuō)并不否定光的電磁說(shuō)，怎樣理解？（根據(jù)光子說(shuō)，光子能量E=hr，而是波的特征量，因此光子說(shuō)同時(shí)承認(rèn)其電磁說(shuō)）對(duì)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(jìn)一步認(rèn)識(shí)到，矛盾的對(duì)立統(tǒng)一性和事物發(fā)展的辯證統(tǒng)一性，是認(rèn)識(shí)微觀世界的基本法則。3對(duì)“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(dòng)量,表明光具有粒子性。光又具有波長(zhǎng)、頻率，表明光具有波動(dòng)性。且由E=hr：波粒二象性對(duì)光子來(lái)講是統(tǒng)一的。 （2）大量的光子表現(xiàn)出波動(dòng)性，個(gè)別光子表現(xiàn)出粒子性。 （3）波長(zhǎng)越長(zhǎng)的光，波動(dòng)性越顯著，而頻率越高的光的粒子性越顯著。（4）光在傳播過(guò)程中表現(xiàn)出波動(dòng)性，光與物質(zhì)發(fā)生相互作用時(shí)表現(xiàn)出粒子性。 (三)、總結(jié)擴(kuò)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(duì)立依存的唯物辯證思想和奇異和諧美。由此使人類(lèi)對(duì)微觀世界的認(rèn)識(shí)大步向前。 七、板書(shū)設(shè)計(jì)：（投影）第二節(jié) 光的波粒二象性, 電磁說(shuō) 八、參考資料 1光子的能量為E=hr，動(dòng)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(duì)稱(chēng)性。人類(lèi)認(rèn)識(shí)的宇宙是由光和實(shí)物兩種物質(zhì)組成的，既然光具有波粒二象性，那么實(shí)物或許也有二象性。德布羅意假設(shè)=h/p。P 為實(shí)物粒子的動(dòng)量，h為普朗克恒量。且給出：=h/p=h/m= m0 為實(shí)物粒子的靜質(zhì)量，V為運(yùn)動(dòng)速度。此式即德羅羅意公式。經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)證實(shí)，德布羅意公式是成立的。