人教版選修35 17.4 概率波 教案 (1).doc

17.4 概率波 教案三維目標：（一）知識與技能1了解微粒說的基本觀點及對光學現(xiàn)象的解釋和所遇到的問題2了解波動說的基本觀點及對光學現(xiàn)象的解釋和所遇到的問題3了解事物的連續(xù)性與分立性是相對的，了解光既有波動性，又有粒子性4了解光是一種概率波（二）過程與方法1領(lǐng)悟什么是概率波2了解物理學中物理模型的特點初步掌握科學抽象這種研究方法3通過數(shù)形結(jié)合的學習，認識數(shù)學工具在物理科學中的作用（三）情感、態(tài)度與價值觀理解人類對光的本性的認識和研究經(jīng)歷了一個十分漫長的過程，這一過程也是辯證發(fā)展的過程根據(jù)事實建立學說，發(fā)展學說，或是決定學說的取舍，發(fā)現(xiàn)新的事實，再建立新的學說人類就是這樣通過光的行為，經(jīng)過分析和研究，逐漸認識光的本性的教學重點人類對光的本性的認識的發(fā)展過程 教學難點對量子化、波粒二象性、概率波等概念的理解教學方法 “創(chuàng)設(shè)情景，提出問題觀察思考，自主探索討論交流，總結(jié)歸納”為教學結(jié)構(gòu)，采用“交流互動”教學用具：課件：pp演示文稿（科學家介紹，本節(jié)知識結(jié)構(gòu)）。多媒體教學設(shè)備。課時安排1 課時教學過程（一）引入新課課件播放：康普頓散射實驗講述：康普頓效應(yīng)是射線或x射線打在物質(zhì)上，與物質(zhì)中原子的核外電子發(fā)生相互作用，作用后產(chǎn)生散射光子和反沖電子的效應(yīng)。學生：觀看課件，同時思考討論該實驗反映了光的什么性，思考光是粒子還是波？結(jié)論：康普頓效應(yīng)進一步證實了光的粒子性。是驗證光的波粒二象性的重要物理實驗之一。點評：創(chuàng)設(shè)新奇的教學情景引入新課，激發(fā)學生的認知和學習興趣，培養(yǎng)他們對新的科學知識的了解和探究精神。課件播放：光的衍射講述：光在傳播中遇到障礙物會“繞行”結(jié)論：光具有波動性學生回憶：發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件，分析討論在平常不容易觀察到明顯衍射現(xiàn)象的原因，以及采用怎樣的措施能夠較為方便的觀察到明顯衍射現(xiàn)象？點評：適時的反思小結(jié)為不僅有利于知識的聯(lián)系和鞏固，更有利于學生良好學習習慣的形成。教師：在經(jīng)典的物理學中，波和粒子是兩種不同的研究對象，具有非常不同的表現(xiàn)。那么對于光和電子、質(zhì)子等粒子，這兩種互不相容的屬性又能“集于一身”呢？（二）進行新課1、光的波粒二象性17世紀的微粒說和波動說是兩種對立的學說，都受到傳統(tǒng)觀念的影響，因為傳統(tǒng)觀念認為在宏觀現(xiàn)象中波動性和粒子性是對立的。微觀世界的某些屬性與宏觀世界不同，光子說沒有否定波動性和光的電磁說，光子的能量與頻率有關(guān)，頻率是波的特征。學生跟隨老師的講述對于原所學的相關(guān)知識進行自主的回顧和歸納整理。點評：對于已經(jīng)學習過的知識可以穿插在平常的教學過程中時常進行溫習反思和類比遷移，多次反復(fù)一定可以幫助學生更好的掌握和利用知識。問題：在微觀世界中，如何把波的圖象與粒子的圖象統(tǒng)一起呢？學生思考、討論后給出一些答復(fù)，就各種答案加以分析提煉總結(jié)。點評：給學生一定的自主學習的時間和空間效果比被動的接受知識要好，能夠更加有效的培養(yǎng)他們的學習主動性和能動性。2、光波是概率波（1）光強講述：光的強度指單位時間內(nèi)到達單位面積的光的能量，也就是明條紋處到達的光子多，暗條紋處到達的光子數(shù)少（2）概率波課件：伽爾頓板實驗實驗一：用很弱的光做雙縫干涉，暴光時間短，可看到膠片上出現(xiàn)一些無規(guī)則分布的點子。實驗二：暴光時間足夠長，有大量光子通過狹縫，底片上出現(xiàn)了規(guī)則的干涉條紋。學生認真觀察課件，不放過課件演示過程中的每一個細節(jié)，同時對觀察的認識意見做一些個別的討論和交流。點評：科學研究一定要有足夠的細心，課堂上的一些演示實驗和課件展示的觀察分析同樣如此，往往一些關(guān)鍵的現(xiàn)象是稍縱即逝，學生在這方面習慣的養(yǎng)成對他們今后的學習生活和研究工作會有莫大的幫助。講述：實驗一說明：光表現(xiàn)出粒子性，也看到光子的運動與宏觀現(xiàn)象中質(zhì)點的運動不同，沒有一定的軌道。單個光子通過雙縫后的落點無法預(yù)測。實驗二說明：光的波動性是大量光子表現(xiàn)出的現(xiàn)象，在干涉條紋中，那些光波強的地方是光子到達機會多的地方或是到達幾率大的地方，光波弱的地方是光子到達機會少的地方。光的波動性可看做是大量光子運動的規(guī)律。觀察實驗思考：是否可以認為光子之間的相互作用使它表現(xiàn)出波動性？學生持有不同的觀點，有的認為是光子之間的相互作用使它表現(xiàn)出波動性，有的則認為不是光子之間的相互作用使它表現(xiàn)出波動性，各執(zhí)己見，各抒己見。點評：學生在學習過程中有疑問是好事，能夠就相關(guān)的問題展開分析討論更是他們有濃厚求知欲的體現(xiàn)，應(yīng)予以鼓勵和肯定。講述：實驗說明：如果狹縫只能讓一個光子通過，得到的照片和上面相同，把一個縫擋住，光屏上不再出現(xiàn)干涉條紋，說明光的波動性不是光子之間相互作用引起的，是光子本身的一種屬性。3、光的波動性與粒子性是不同條件下的表現(xiàn)：講述：大量光子行為顯示波動性；個別光子行為顯示粒子性；光的波長越長，波動性越強；光的波長越短，粒子性越強學生在進一步的實驗現(xiàn)象和理論知識的指引下，形成統(tǒng)一的觀點：光的波動性不是光子之間相互作用引起的，是光子本身的一種屬性。點評：存疑求解，人類社會的不斷發(fā)展和科學技術(shù)的日益進步都是在這樣的情景下取得。例題：已知每秒從太陽射到地球上垂直于太陽光的每平方米截面上的輻射能為1.4103j，其中可見光部分約占45%，假設(shè)認為可見光的波長均為0.55m，太陽向各個方向的輻射是均勻的，日地之間距離為r=1.51011m，估算出太陽每秒輻射出的可見光的光子數(shù)。（保留兩位有效數(shù)字）學生通過運算得出相應(yīng)的正確結(jié)果。點評：理論聯(lián)系實際，適量的實際操作可以進一步鞏固和掌握所學理論知識。（三）課堂小結(jié)教師活動：光既具有波動性，又具有粒子性。既不可把光看成宏觀觀念中的波，也不可把光看成宏觀觀念中的粒子。學生在老師進行小結(jié)的同時可以同步把自己對于本節(jié)課的內(nèi)容小結(jié)進行參照對比，查漏補缺。點評：課堂小結(jié)有利于學生對當堂課的內(nèi)容形成完善的知識框架，強化理解和把握一些知識重點和難點。（四）作業(yè)：完成講義相應(yīng)練習教學體會本節(jié)課主要了解概率波的概念。盡管比較抽象，但是我們老師把這堂課上的有聲有色，收到較好的效果。本節(jié)課主要有以下幾個特點：1、充分利用多種教學素材（課件，圖片等），創(chuàng)設(shè)生動的教學情景，使學生很快進入一種愿學、樂學的學習狀態(tài)2、貫徹課程標準“從生