廣東省惠州市高中物理 第二章 波粒二象性 第三節(jié) 康普頓效應及其解釋 第四節(jié) 光的波粒二象性導學案（無答案）粵教版選修3-5

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1、 課 前 先學案 第三節(jié) 康普頓效應及其解釋 第四節(jié)　光的波粒二象性 班級 姓名 學號 評價 【自主學習】 一、 學習目標 1.了解康普頓效應及其解釋. 2.知道光的波粒二象性，理解其對立統(tǒng)一的關(guān)系. 3.了解光是一種概率波． 二、 重點難點 1.康普頓效應 2.光的波粒二象性的理解 三、 問題導學 1．在人類認識光的本性的歷程中有哪兩種代表性學說？ 2．哪些現(xiàn)象說明光具有波動性？哪些現(xiàn)象說明光具有粒子性？ 3．單個粒子運動具有什么特征？大量粒子運動遵循什么規(guī)律

2、？ 四、 自主學習（閱讀課本P36-40頁，《金版學案》P38-40知識點1、2、3） 1．用X射線照射物體時，一部分散射出來的X射線的波長會____ __，這個現(xiàn)象后來稱為___ ___． 2．光電效應揭示出光的___ __性，每個光子攜帶的能量為ε＝hν， 愛因斯坦進一步提出光子的動量應為p＝_ __，式中λ為光波的_ _． 3．康普頓效應再次證明了愛因斯坦_ _的正確性．它不僅證明了光子具有能量，同時還證明了光子具有動量． 4．光的__ __實驗表明光是一種電磁波，具有波動性；__ __和__

3、_ __ _，則表明光在與物體相互作用時，是以一個個光子的形式出現(xiàn)的，具有粒子性．光既有波動性，又有粒子性，單獨用波或粒子的解釋都__ __完整地描述光的所有性質(zhì)，人們就把這種性質(zhì)稱為__ _______． 5．在光的雙縫干涉實驗中，每個光子按照一定的概率落在感光片的某一點上．概率大的地方落下的光子__ __，形成亮紋；概率小的地方落下的光子__ _，形成暗紋．這種概率分布就好像波干涉時強度的分布，從這個意義上講，有人把對光的描述說成是__ ___波． 五、 要點透析 問題一 對光的波粒二象性的理解 1．人類對光的本性認識發(fā)展

4、史 學說 名稱 微粒說 波動說 電磁說 光子說 波粒二 象性 代表 人物 牛頓 托馬 斯·楊 和菲涅耳 麥克斯韋 愛因斯坦 實驗 依據(jù) 光的直線 傳播、光 的反射 光的干 涉、衍射 能在真空中 傳播，是橫 波，光速等 于電磁波 波速 光電效 應、康普 頓效應 光既有波 動現(xiàn)象， 又有粒子 特征 特點 光是一群 彈性粒子 光是一 種機械 波 光是一種 電磁波 光是由一 份一份光 子組成的 光是具有 電磁本性 的物質(zhì)， 既有波動 性又有粒 子性 2.對光的波粒二象性的理解 實驗

5、 基礎(chǔ) 表現(xiàn) 光 的 波 動 性 干涉和 衍射 1.大量光子產(chǎn)生的效果顯示出波動性 2．足夠能量的光在傳播時，表現(xiàn)出波的性質(zhì) 1.光的波動性是光子本身的一種屬性，不是光子之間相互作用產(chǎn)生的 2．光的波動性不同于宏觀觀念的波 光 的 粒 子 性 光電 效應、 康普頓 效應 1.當光同物質(zhì)發(fā)生作用時，這種作用是“一份一份”進行的，表現(xiàn)出粒子的性質(zhì) 2．少量或個別光子容易顯示出光的粒子性 1.粒子的含義是“不連續(xù)”、“一份一份”的 2．光子不同于宏觀觀念的粒子 說明 對于不同頻率的光，頻率越高，光的粒子性越強；頻率越低，光的波動性越強 【預

6、習自測】 1．(單選)一個沿著一定方向運動的光子和一個原來靜止的自由電子相互碰撞，碰撞之后電子向某一方向運動，而光子沿著另一方向散射出去，則這個散射光子跟原來入射時相比(　　) A．散射光子的能量減少 B．光子的能量增加，頻率也增大 C．速度減小 D．波長減小 2．(單選)下列實驗中，能證實光具有粒子性的是(　　) A．光電效應實驗 B．光的雙縫干涉實驗 C．光的圓孔衍射實驗 D．泊松亮斑實驗 第三節(jié) 康普頓效應及其解釋 第四節(jié)　光的波粒二象性 課 后 拓展案 【鞏固拓展】課本作業(yè)P37討論交流1、2；課本作業(yè)P40練習2 1．(雙選)在下列現(xiàn)象中

7、說明光具有波動性的是(　　) A．光的直線傳播 B．光的衍射 C．光的干涉 D．光電效應 2．在雙縫干涉實驗中，若在光屏處放上感光片，并使光子流減弱到使光子只能一個一個地通過狹縫．實驗結(jié)果表明，如果曝光時間不太長，感光片上出現(xiàn)_ _；如果曝光時間足夠長，感光片上出現(xiàn)__ ____． 第三節(jié) 康普頓效應及其解釋 第四節(jié)　光的波粒二象性 班級 姓名 學號 評價 l 【課堂檢測】 一、對康普頓效應的理解 1．

8、(單選)科學研究證明，光子有能量也有動量，當光子與電子碰撞時，光子的一些能量轉(zhuǎn)移給了電子．假設(shè)光子與電子碰撞前的波長為λ，碰撞后的波長為λ′，則碰撞過程中 (　　) A．能量守恒，動量不守恒，且λ＝λ′ B．能量不守恒，動量不守恒，且λ＝λ′ C．能量守恒，動量守恒，且λ＜λ′ D．能量守恒，動量守恒，且λ＞λ′ 二、對光的波粒二象性的理解 2．(單選)對光的認識，以下說法中錯誤的是 (　　) A．個別光子的行為表現(xiàn)出粒子性，大量光子的行為表現(xiàn)出波動性 B．光的波動性是光子本身的一種屬性，不是光子之間的相互作用引起的 C．光表現(xiàn)出波動性時，就不具有粒子性；光表現(xiàn)出粒子性時

9、，就不再具有波動性 D．光的波粒二象性應理解為：在某種場合下光的波動性表現(xiàn)得明顯，在另外某種場合下，光的粒子性表現(xiàn)明顯 三、對光是概率波的理解 3．雙縫干涉實驗中(如圖甲所示)，在光屏處放置感光片，并設(shè)法減弱光的強度，使光子只能是一個一個地通過狹縫．曝光時間短時，可看到感光片上出現(xiàn)一些無規(guī)則分布的亮點，如圖乙所示．曝光時間足夠長，有大量光子通過狹縫，感光片上出現(xiàn)了規(guī)則的干涉條紋，如圖丁所示． 如何解釋曝光時間較短時的亮點和曝光時間較長時的干涉圖樣呢？ l 【互動研討】 1．康普頓效應不僅有力地驗證了光子理論，而且證實了微觀領(lǐng)域的現(xiàn)象也嚴格遵循能量守恒

10、和 ___守恒．康普頓效應揭示出光具有__ _的一面． 2. 光子的能量ε＝hν和動量p＝，生動說明了光具有波粒二象性．普朗克常量h把描述粒子性的_______ _和__ __，與描述波動性的__ ____、_ _ _ ____緊密聯(lián)系在一起． 3．大量粒子運動的統(tǒng)計規(guī)律：光在傳播過程中，光子在空間出現(xiàn)的__ __可以通過波動規(guī)律確定，所以光波是一種 波． 第三節(jié) 康普頓效應及其解釋 第四節(jié)　光的波粒二象性 班級 姓名 學號 評價

11、 課 堂 訓練案 l 【當堂訓練】 1．(單選)在康普頓效應實驗中，X射線光子的動量為，一個靜止的C原子吸收了一個X射線光子后將 ( 　　) A．仍然靜止 B．沿著光子原來運動的方向運動 C．沿光子運動的相反方向運動 D．可能向任何方向運動 2．下列有關(guān)光的波粒二象性的說法中，正確的是(　　) A．有的光是波，有的光是粒子 B．光子與電子是同樣的一種粒子 C．光的波長越長，其波動性越顯著；波長越短，其粒子性越顯著 D．大量光子的行為往往表現(xiàn)出粒子性 3． (雙選)在單縫衍射實驗中，中央亮紋的光強占從單縫射入的整個光強的95%以上，假設(shè)現(xiàn)在只讓一個光子通過單縫，那么該光子 (　　) A．一定落在中央亮紋處 B．可能落在其他亮紋處 C．不可能落在暗紋處 D．落在中央亮紋處的可能性最大 學習心得： - 6 -