光的波粒二象性

一、教學目標

　　1.知識目標

　　（1）了解微粒說的基本觀點及對光學現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象的解釋和所遇到的問題.

　　（3）了解事物的連續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.

　　2.能力目標

　　培養學生對問題的分析和解決能力，初步建立光與實物粒子的波粒二象性以及用概率描述粒子運動的觀念.

　　3.情感目標

　　理解人類對光的本性的認識和研究經歷了一個十分漫長的過程，這一過程也是辯證發展的過程.根據事實建立學說，發展學說，或是決定學說的取舍，發現新的事實，再建立新的學說.人類就是這樣通過光的行為，經過分析和研究，逐漸認識光的本性的.

二、重點、難點分析

　　1、這一章的內容，貫穿一條主線——人類對光的本性的認識的發展過程.結合各節內容，適當穿插物理學史材料是必要的.這種做法不但可使課堂教學主動活潑，內容豐富，還可以對學生進行唯物辯證思想教育.本節就課本內容，十分簡單，學生學起來十分枯燥.課本所提到的內容，都是結論性的，加入一些史料不僅可能而且必要.

　　2、本節中學生初步接觸量子化、二象性、概率波等概念，由于沒有直接的生活經驗，所以在教學中要重點讓學生體會這些概念.

三、主要教學過程

　　光學現象是與人類的生產和日常生活密切相關的.人類在對光學現象、規律的研究的同時，也開始了對光本性的探究.

　　到了17世紀，人類對光的本性的認識逐漸形成了兩種學說.

　　（一）光的微粒說

　　一般，人們都認為牛頓是微粒說的代表，牛頓于1675年曾提出：“光是一群難以想象的細微而迅速運動的大小不同的粒子”，這些粒子被發光體“一個接一個地發射出來”.用這樣的觀點，解釋光的直進性、影的形成等現象是十分方便的.

　　在解釋光的反射和折射現象時，同樣十分簡便.當光射到兩種介質的界面時，要發生反射和折射.在解釋反射現象時，只要假設光的微粒在與介質作用時，其相互作用，使微粒的速度的豎直分量方向變化，但大小不變；水平分量的大小和方向均不發生變化（因為在這一方向上沒有相互作用），就可以準確地得出光在反射時，反射角等于入射角這一與實驗事實吻合的結論.

　　說到折射，笛卡兒曾用類似的假設，成功地得出了入射角正弦與折射角正弦之比為一常數的結論.但當光從光疏介質射向光密介質時，發生的是近法線折射，即入射角大，折射角小.這時，必須假設光在光密介質的傳播速度較光在光疏介質中的傳播速度大才行.

　　一束光入射到兩種介

質界面時，既有反射，又有折射.何種情況發生反射，何種情況下又發生折射呢？微粒說在解釋這一點時遇到了很大的困難.為此，牛頓提出了著名的“猝發理論”.他提出：“每一條光線在通過任何折射面時，便處于某種為時短暫的過渡性結構和狀態之中.在光線的前進過程中，這種狀態每隔相等的間隔（等時或等距）內就復發一次，并使光線在它每一次復發時，容易透過下一個折射面，而在它（相繼）兩次復發之間容易被這個面所反射”，“我將把任何一條光線返回到傾向于反射（的狀態）稱它為‘容易反射的猝發’，而把它返回到傾向于透射（的狀態）稱它為‘容易透射的猝發’，并且把每一次返回和下一次返回之間所經過的距離稱它為‘猝發的間隔’”.如果說“猝發理論”還能解釋反射和折射的話，那么，以微粒說解釋兩束光相遇后，為何仍能沿原方向傳播這一常見的現象，微粒說則完全無能為力了.