人教課標版高中物理選修3-5波粒二象性復習人教課標版高中物理選修3-5波粒二象性復習1本章內(nèi)容的教學要求大多為“了解”、“知道”教學重點：普朗克能量子假設及其意義、光電效應實驗和愛因斯坦光電效應方程、光和實物粒子的波粒二象性教學難點：主要是能量量子化、光與實物粒子的波粒二象性等概念的建立學習困難：在于量子理論遠離學生和生活經(jīng)驗第十七章波粒二象性本章內(nèi)容的教學要求大多為“了解”、“知道”第十七章波粒二2內(nèi)容標準

1．了解微觀世界中的量子化現(xiàn)象。比較宏觀物體和微觀粒子的能量變化特點，體會量子論的建立深化了人們對于物質(zhì)世界的認識。2．通過實驗了解光電效應。知道愛因斯坦光電效應方程及意義。3．了解康普頓效應。4．根據(jù)實驗事實說明光的波粒二象性。知道光是一種概率波。5．知道實物粒子具有波動性。知道電子云。初步了解不確定性關系。6．通過典型事例了解人類直接經(jīng)驗的局限性，體會人類對世界的探究是不斷深入的。課標要求和高考考點分析本節(jié)高考無要求

內(nèi)容標準課標要求和高考考點分析本節(jié)高考無要求3第一單元1.能量量子化：物理學的新紀元1學時第二單元2.科學的轉(zhuǎn)折：光的粒子性2學時第三單元3.嶄新的一頁：粒子的波動性2學時4.概率波1學時5.不確定原理1學時課時分配建議量子論、光電效應、康普頓效應、波粒二象性

重點知識第一單元課時分配建議量子論、光電效應、康普頓效應、波粒二4第1節(jié)能量量子化：物理學的新紀元本節(jié)重點：“量子化”概念的建立（可以通過通俗的事例說明）教學要求：了解黑體和黑體輻射。體會量子論的建立深化了人們對于物質(zhì)世界的認識。黑體輻射，學生理解為熱輻射就可以了，不要在“黑體”概念上作文章。通過前人的工作了解科學探究，了解量子論的建立過程。黑體輻射

經(jīng)典電磁學

普朗克假設

矛盾

推理（數(shù)學）驗證黑體輻射實驗規(guī)律第1節(jié)能量量子化：物理學的新紀元本節(jié)重點：“量子化”概5一、黑體與黑體輻射1．熱輻射：一切物體都在輻射電磁波，這種輻射與物體的溫度有關，叫熱輻射。2．黑體：如果某種物體能夠完全吸收入射的各種波長的電磁波而不發(fā)生反射，這種物體就是絕對黑體，簡稱黑體。3．黑體輻射：絕對黑體輻射的電磁波的強度只與黑體的溫度有關，這種輻射叫黑體輻射。

教學內(nèi)容一、黑體與黑體輻射教學內(nèi)容6二、黑體輻射的實驗規(guī)律1．實驗規(guī)律：隨著溫度的升高，一方面，各種波長的輻度都有增加；另一方面，輻射強度的極大值向波長較短的方向移動。2．經(jīng)驗定律(1)維恩位移定律：隨著黑體溫度升高，所發(fā)射的輻射最強的波長變短，即向光譜的紫色區(qū)移動。(2)瑞利一金斯公式3．“紫外災難”維恩公式在短波區(qū)與實驗非常接近，在長波區(qū)與實驗偏離很大；瑞利公式在長波區(qū)與實驗嚴重不符，不但不符，而且當波長趨于零時，輻射競變成無窮大，這顯然是荒謬的，由于長波很小的輻射處在紫外線波段，故而由理論得出的這種荒謬結(jié)果被認為是物理學理論的災難，當時稱為“紫外災難”。二、黑體輻射的實驗規(guī)律7三、普朗克的能量子觀點

1．能量子：德國物理學家普朗克認為，振動著的帶電微粒的能量只能是某一最小能量值E的整數(shù)倍。2．能量子的大?。篍=hvv是電磁波的頻率,h普朗克常量,h=6.626×10J·S3．能量量子化：用能量子觀點解釋黑體輻射的實驗規(guī)律：普朗克能量子假設認為微觀粒子的能量是量子化的，或者說微觀粒子的能量是分立的．借助于能量子的假說，普朗克得出黑體輻射的強度按波長分布的公式，與實驗符合得很好．普朗克在1900年把“能量子”引入物理學，正確地破除了“能量連續(xù)變化”的傳統(tǒng)觀念，成為新物理學思想的基石之一。三、普朗克的能量子觀點8第2節(jié)科學的轉(zhuǎn)折：光的粒子性教學要求知道光電效應，通過實驗了解光電效應實驗規(guī)律。了解愛因斯坦光子說，并能夠用它來解釋光電效應現(xiàn)象。知道愛因斯坦光電效應方程，并能利用它解決一些簡單問題。了解康普頓效應及光子理論對康普頓效應的解釋。認識到康普頓效應進一步證明了光的粒子性。教學重點：光電效應康普頓效應第2節(jié)科學的轉(zhuǎn)折：光的粒子性教學要求教學重點：9引入思路：滲透科學方法和科學態(tài)度的教育：歷史上，關于光的本性有兩種學說干涉衍射現(xiàn)象證明了波動說波動說無法解釋光電效應麥克斯韋理論使波動說近乎完美

重新指出光的粒子性（標題中“轉(zhuǎn)折”的含義）

引入思路：滲透科學方法和科學態(tài)度的教育：歷史上，10由P32演示實驗：用紫外線照射鋅板，觀察現(xiàn)象，提出問題。P32光電效應的定量研究光電流與電壓的關系實驗發(fā)現(xiàn)規(guī)律：飽和電壓、遏止電壓和截止頻率、瞬時性光的電磁理論的困難：不應存在截止頻率、遏止電壓應與光強有關、光弱時電子逸出應需很長時間愛因斯坦光電效應方程密立根的精密測量直接證實這個方程由P32演示實驗：用紫外線照射鋅板，觀察現(xiàn)象，提出問題。實驗11飽和電壓、遏止電壓和截止頻率、瞬時性不應存在截止頻率、遏止電壓應與光強有關、光弱時電子逸出應需很長時間光電效應實驗發(fā)現(xiàn)規(guī)律

用經(jīng)典光的電磁理論解釋實驗規(guī)律（只有少部分能解釋）

愛因斯坦光量子假設（以普朗克能量子假說為基礎）

光的電磁理論的困難數(shù)學推理--愛因斯坦光電效應方程密立根的精密測量直接證實這個方程飽和電壓、不應存在截止頻率、光電效應實驗發(fā)現(xiàn)規(guī)律用經(jīng)典光的12P36思考與討論

給出了光電子的最大初動能Ek與入射光的頻率ν的關系。但是，很難直接測量光電子的動能，容易測量的是遏止電壓Uc。怎樣改寫此式以得到Uc與ν、W0的關系？提示：明確物理圖景，Ek=eUcP36例題：密立根……測量金屬的遏止電壓Uc與入射光頻率ν，由此算出普朗克常數(shù)h……下表是某金屬的Uc和ν的幾組數(shù)據(jù)。Uc/V0.5410.6370.7140.8090.878ν/1014Hz5.6445.8886.0986.3036.501試作出Uc-ν圖象并通過圖象求出：（1）這種金屬的截止頻率；（2）普朗克常量。P36思考與討論P36例題：密立根……測量金屬的遏止電壓Uc13解題的核心是由光電效應方程結(jié)合動能與靜電力做功的關系Ek=eUc寫出學生熟悉的形式Uc=ν?（藍字――兩個變量）由圖象求參數(shù)的方法：

電源電動勢和內(nèi)阻（直接求參數(shù)）用單擺測重力加速度（用圖象求平均值）……解題的核心是由光電效應方程由圖象求參數(shù)的方法：14康普頓效應光的電磁理論：散射光的波長應與入射光的波長相同康普頓假設：光子不僅具有能量，而且具有動量；用動量守恒、能量守恒完美地解釋了康普頓效應。

能量：E=h·ν動量：p=h/λ康普頓效應光的電磁理論：散射光的波長應與入射光的波長相同15X射線散射實驗的研究用經(jīng)典電磁理論解釋實驗規(guī)律

康普頓用光量子說解釋實驗規(guī)律難以解決的矛盾數(shù)學推理與實驗事實對照

小結(jié)：①光電效應和康普頓效應光子都說明具有粒子性，光電效應表明光具有能量，康普頓效應表明光子既具有能量，又有動量。②光子的能量表達式與動量表達式具有高度對稱性。（為下節(jié)課教學打下伏筆）

教學線索

X射線散射實驗的研究用經(jīng)典電磁理論解釋實驗規(guī)律康普頓用光量16第3節(jié)嶄新的一頁：粒子的波動性引入思路：

通過對光的認識歷史過程中的一系列事實的簡單回顧，順利引入光的波粒二象性理論，介紹了德布羅意如何受到普朗克能量子和愛因斯坦光子理論的啟發(fā)，以類比的方法提出實物粒子具有波粒二象性的假設，提出---物質(zhì)波的概念。教學線索：德布羅意提出實物粒子具有波動性的假設：v=E/hλ=h/P

物質(zhì)波的實驗驗證

第3節(jié)嶄新的一頁：粒子的波動性引入思路：教學線索：德布17粒子束是一種波，應該產(chǎn)生衍射波長很短，障礙物（孔隙）應該很小，一般物體不行1927年得出了電子衍射圖樣此前已經(jīng)了解了晶體的結(jié)構(gòu)（用倫琴射線）后來陸續(xù)證實了其它粒子具有波動性。德布羅意提出物質(zhì)波假設：v=E/hλ=h/P得到驗證粒子束是一種波，應該產(chǎn)生衍射波長很短，障礙物（孔隙）應該很18教學可分四步進行：1、讓學生應用光子能量、動量關系式計算教材最后自然段的子彈及電子的波長λ=h/p2、提出問題：若要驗證其波動性怎么辦？并讓學生回顧熱學中學過的分子直徑的數(shù)量級，提出問題：緊密排列的分子數(shù)量級多大？能否讓電子通過分子間隙從而發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象？3、學生看書，了解粒子波動性的實驗驗證的歷史過程，并觀察課本電子穿過鋁箔后的衍射圖樣

教學可分四步進行：19第4節(jié)概率波引入思路：提出問題---為什么說光波是概率波？

雙縫干涉條紋的解釋：波――強度不同；粒子――數(shù)目不同

是否不同粒子之間相互作用表現(xiàn)為波動性？單個粒子不一定沿直線“運動”？用極弱的光照，也表現(xiàn)出波動性不確定性關系思維層次：

概率波第4節(jié)概率波引入思路：提出問題---為什么說光波是概率20教學內(nèi)容：經(jīng)典的粒子和經(jīng)典的波特征概述概率波理論及其驗證教學內(nèi)容：21第5節(jié)不確定性關系粒子束會發(fā)生衍射→粒子的位置和動量不能同時確定

引入思路：不確定性關系描述的是微觀現(xiàn)象，可利用計算機模擬光的單縫衍射實驗，結(jié)合用課件展示微觀粒子在狹縫處位置不確定的情景。提出問題。分析這種不確定性的數(shù)量關系的基礎上，給出量子力學中的數(shù)學關系式

---不確定性關系：常用的還有能量和時間第5節(jié)不確定性關系粒子束會發(fā)生衍射→粒子的位置和動22教學建議：

（1）不必進行不確定關系的定量推導，應強調(diào)關系式中各量物理意義。（2）教學中讓學生明確：①經(jīng)典物理學中，物理模型與直接經(jīng)驗一致，物理現(xiàn)象直觀可感；經(jīng)典物理學中，物理現(xiàn)象不能直感。②量子力學在社會的各個領域成功應用，但量子理論存在爭論，還需完善。教學建議：23我們已經(jīng)知道，物體是由原子組成的，那么，原子是構(gòu)成物質(zhì)的最小微粒嗎？原子內(nèi)部有復雜的結(jié)構(gòu)嗎？這些問題誘使科學家們試圖敲開原子的大門，為此他們進行了一系列激動人心的探究活動。本章概要本章以人類探索原子結(jié)構(gòu)的歷程為線索，從電子的發(fā)現(xiàn)開始，展示了科學家探索原子結(jié)構(gòu)的過程及其有關經(jīng)典實驗。在學習過程中要注意體會人類在探究過程中所運用的研究方法，在現(xiàn)代科學發(fā)展中的作用和價值；認識在現(xiàn)代量子論視野下的原子結(jié)構(gòu)圖景；最后通過對氫原子光譜的分析，了解原子的能級結(jié)構(gòu)，以及光譜分析在科學技術(shù)中的應用。第十八章原子結(jié)構(gòu)我們已經(jīng)知道，物體是由原子組成的，那么，原子是構(gòu)成物質(zhì)的最小24本章內(nèi)容的教學要求多數(shù)為“了解”、“知道”。教學重點：湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子的科學思想與實驗方法，人類在實驗的基礎上認識原子結(jié)構(gòu)和原子核的組成、能級躍遷、掌握光譜的分類及從現(xiàn)象上區(qū)分各種光譜，并能夠掌握發(fā)射光譜和吸收光譜的形成過程方面的區(qū)別。教學難點：人類研究微觀世界的方法，初步建立量子化的概念。第十八章原子結(jié)構(gòu)本章內(nèi)容的教學要求多數(shù)為“了解”、“知道”。第十八章原子25內(nèi)容標準

1了解人類探索原子結(jié)構(gòu)的歷史以及有關經(jīng)典實驗

2通過對氫原子光譜的分析，了解原子的能級結(jié)構(gòu)

2007考試說明1氫原子的能級結(jié)構(gòu)

Ⅰ2能級公式Ⅰ課標要求與高考考點分析內(nèi)容標準2007考試說明課標要求與高考考點分析26課時分配建議

第一單元1電子的發(fā)現(xiàn)1學時2原子的核式結(jié)構(gòu)1學時第二單元3氫原子光譜1學時4玻爾的原子模型2學時第三單元5激光