第十三章D 光的波粒二象性 物质波教学建议

（一）学习目标

1．知道光既有波动性又有粒子性；知道微观物质都具有波粒二象性。

2．通过提出问题、收集资料、模拟实验和讨论交流等过程，了解人类对光的本性的认识经历，通过利用惠更斯的波动模型、牛顿的微粒模型、电磁波以及光子等解释光现象的成功与不足，体会建模是科学研究的重要方法之一。

3．回顾人类对光的本性认识的历程，感悟科学发现的曲折和艰辛。

（二）重点和难点

本节重点是光的波粒二象性。

本节难点是理解波粒二象性不仅是光的本性，也是一切微观粒子所具有的基本属性。

（三）教学建议

本节首先回顾了人类对光的本性认识的历程。重点介绍了牛顿的“微粒说”和惠更斯的“波动说”，以及两种学说的争论。然后介绍了爱因斯坦的“光子说”和其他科学家富有创造性的研究成果。

在教学中要帮助学生从以下几方面认识光的本性：17世纪的微粒说和波动说是相互对立的两种学说，都企图用一种观点去说明光的本性，这是受了传统观念的影响；传统观念是我们在观察周围世界的宏观现象中形成的，波动性和粒子性在宏观现象中是互相对立的、矛盾的，没有任何宏观物体明显表现出既有波动性又有粒子性；但是，对光子这样的微观粒子，却只有从波粒二象性出发，才能说明它的各种行为，可见，对于宏观物体来说不可想象的波粒二象性，在微观世界却是存在的。

1．关于“早期的微粒说与波动说”的教学建议

人类对光的本性的认识经历了一个辩证发展的过程，17世纪形成了对光的本性的两种认识——微粒说和波动说。在教学中，通过资料收集、自主活动、小组讨论等方式，使学生认识这两种理论在解释实验规律上的成功与不足之处，以及两种理论存在着的尖锐矛盾。通过对这些事实的了解，使学生认识到理论与实践的矛盾，是推动人类认识光的本性的内在动力。

2．关于课本第82页“自主活动”的说明

在介绍牛顿的微粒说和惠更斯的波动说时，利用“自主活动”让学生观察弹性粒子的反射、水波的反射、折射和独立传播等现象，了解牛顿、惠更斯等科学家用类比法和模型法解释光的本性的思想方法。

3．关于“光的波粒二象性”的教学说明

光的波粒二象性是17世纪以来关于光的本性的微粒说和波动说两大对立学说的历史的综合，是对光的本性进行长期研究得出的结论，通过光的波粒二象性的学习，一方面要使学生对光的本性有比较完整的了解；另一方面要使学生对于描述微观粒子的量子概念有初步的认识。限于学生的知识基础，不可能以丰富的事实和有很强说服力的论证去破除学生头脑中已有的经典物理观念，所以对于学生对波粒二象性的认识不能要求过高，教学中只要利用课本图13－20的实验现象，让学生对课文中所述内容大体知道即可。

4．关于“物质波”的教学说明

该内容是选学内容，目的是帮助学生认识和理解一切微观粒子包括光子在内都具有波粒二象性，在教学中，应利用“历史回眸”介绍物质波理论建立的过程，一方面拓宽学生视野，加强科学中的人文教育；另一方面，使学生感悟面对未知世界，既要敢于创新又要尊重客观事实。

（四）作业说明

本节共有10道练习题。选其中一部分习题用于课内讨论，其余的练习题可以分散在本节学习后或本章最后复习阶段，作为课后作业完成。

参考答案

A组

1．惠更斯，像机械波一样的波

2．微粒说，沿直线前进的弹性粒子束

3．A、B，C、D

4．波动，粒子，波粒二象

B组

5．AB

6．C

7．AC

8．C

9．7∶5，5∶7

10．照射光的频率，钠和铯，铯

发布时间：2012/3/12 上午8:20:07  阅读次数：3051