高三物理教案十一

　　高三這年，其重要性，是不言而喻的。高考網(wǎng)陸續的整理了一些全國各省市優(yōu)秀教案供廣大考生參考。

　　教學(xué)目標

　　1、知識與技能

　　(1)了解康普頓效應，了解光子的動(dòng)量

　　(2)了解光既具有波動(dòng)性，又具有粒子性；

　　(3)知道實(shí)物粒子和光子一樣具有波粒二象性；

　　(4)了解光是一種概率波。

　　2、過(guò)程與方法：

　　(1)了解物理真知形成的歷史過(guò)程；

　　(2)了解物理學(xué)研究的基礎是實(shí)驗事實(shí)以及實(shí)驗對于物理研究的重要性；

　　(3)知道某一物質(zhì)在不同環(huán)境下所表現的不同規律特性。

　　3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀(guān)：

　　領(lǐng)略自然界的奇妙與和諧，發(fā)展對科學(xué)的好奇心與求知欲，樂(lè )于探究自然界的奧秘，能體驗探索自然規律的艱辛與喜悅。

　　教學(xué)重點(diǎn)：

　　實(shí)物粒子和光子一樣具有波粒二象性

　　教學(xué)難點(diǎn)：

　　實(shí)物粒子的波動(dòng)性的理解。

　　教學(xué)方法：

　　教師啟發(fā)、引導，學(xué)生討論、交流。

　　教學(xué)用具：

　　投影片，多媒體輔助教學(xué)設備

　　(一)引入新課

　　提問(wèn)：前面我們學(xué)習了有關(guān)光的一些特性和相應的事實(shí)表現，那么我們究竟怎樣來(lái)認識光的本質(zhì)和把握其特性呢?(光是一種物質(zhì)，它既具有粒子性，又具有波動(dòng)性。在不同條件下表現出不同特性，分別舉出有關(guān)光的干涉衍射和光電效應等實(shí)驗事實(shí))。

　　我們不能片面地認識事物，能舉出本學(xué)科或其他學(xué)科或生活中類(lèi)似的事或物嗎?

　　(二)進(jìn)行新課

　　1、康普頓效應

　　(1)光的散射：光在介質(zhì)中與物質(zhì)微粒相互作用，因而傳播方向發(fā)生改變，這種現象叫做光的散射。

　　(2)康普頓效應

　　1923年康普頓在做 X 射線(xiàn)通過(guò)物質(zhì)散射的實(shí)驗時(shí)，發(fā)現散射線(xiàn)中除有與入射線(xiàn)波長(cháng)相同的射線(xiàn)外，還有比入射線(xiàn)波長(cháng)更長(cháng)的射線(xiàn)，其波長(cháng)的改變量與散射角有關(guān)，而與入射線(xiàn)波長(cháng)和散射物質(zhì)都無(wú)關(guān)。

　　(3)康普頓散射的實(shí)驗裝置與規律：

　　按經(jīng)典電磁理論：如果入射X光是某種波長(cháng)的電磁波，散射光的波長(cháng)是不會(huì )改變的!散射中出現 的現象，稱(chēng)為康普頓散射。

　　康普頓散射曲線(xiàn)的`特點(diǎn)：

　�、� 除原波長(cháng) 外出現了移向長(cháng)波方向的新的散射波長(cháng)

　�、� 新波長(cháng) 隨散射角的增大而增大。波長(cháng)的偏移為

　　波長(cháng)的偏移只與散射角 有關(guān)，而與散射物質(zhì)種類(lèi)及入射的X射線(xiàn)的波長(cháng) 無(wú)關(guān)，

　　= 0.0241=2.4110-3nm(實(shí)驗值)

　　稱(chēng)為電子的Compton波長(cháng)

　　只有當入射波長(cháng) 與 可比擬時(shí)，康普頓效應才顯著(zhù)，因此要用X射線(xiàn)才能觀(guān)察到康普頓散射，用可見(jiàn)光觀(guān)察不到康普頓散射。

　　(4)經(jīng)典電磁理論在解釋康普頓效應時(shí)遇到的困難

　�、俑鶕�經(jīng)典電磁波理論，當電磁波通過(guò)物質(zhì)時(shí)，物質(zhì)中帶電粒子將作受迫振動(dòng)，其頻率等于入射光頻率，所以它所發(fā)射的散射光頻率應等于入射光頻率。

　�、跓o(wú)法解釋波長(cháng)改變和散射角的關(guān)系。

　　(5)光子理論對康普頓效應的解釋

　�、偃艄庾雍屯鈱与娮酉嗯鲎�，光子有一部分能量傳給電子，散射光子的能量減少，于是散射光的波長(cháng)大于入射光的波長(cháng)。

　�、谌艄庾雍褪�縛很緊的內層電子相碰撞，光子將與整個(gè)原子交換能量，由于光子質(zhì)量遠小于原子質(zhì)量，根據碰撞理論， 碰撞前后光子能量幾乎不變，波長(cháng)不變。

　�、垡驗榕鲎仓薪粨Q的能量和碰撞的角度有關(guān)，所以波長(cháng)改變和散射角有關(guān)。

　　(6)康普頓散射實(shí)驗的意義

　�、儆辛Φ刂С至藧�(ài)因斯坦光量子假設；

　�、谑状卧趯�(shí)驗上證實(shí)了光子具有動(dòng)量的假設；③證實(shí)了在微觀(guān)世界的單個(gè)碰撞事件中，動(dòng)量和能量守恒定律仍然是成立的。

　　2、光的波粒二象性

　　講述光的波粒二象性，進(jìn)行歸納整理。

　　(1)我們所學(xué)的大量事實(shí)說(shuō)明：光是一種波，同時(shí)也是一種粒子，光具有波粒二象性。光的分立性和連續性是相對的，是不同條件下的表現，光子的行為服從統計規律。

　　(2)光子在空間各點(diǎn)出現的概率遵從波動(dòng)規律，物理學(xué)中把光波叫做概率波。

　　3、光的波動(dòng)性與粒子性是不同條件下的表現：

　　大量光子行為顯示波動(dòng)性；個(gè)別光子行為顯示粒子性；光的波長(cháng)越長(cháng)，波動(dòng)性越強；光的波長(cháng)越短，粒子性越強。光的波動(dòng)性不是光子之間相互作用引起的，是光子本身的一種屬性。

　　例題：已知每秒從太陽(yáng)射到地球上垂直于太陽(yáng)光的每平方米截面上的輻射能為1.4103J，其中可見(jiàn)光部分約占45%，假設認為可見(jiàn)光的波長(cháng)均為0.55m，太陽(yáng)向各個(gè)方向的輻射是均勻的，日地之間距離為R=1.51011m，估算出太陽(yáng)每秒輻射出的可見(jiàn)光的光子數。(保留兩位有效數字)

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