选修3-5物理《第5章 波与粒子 第3节 实物粒子的波粒二象性》精品课教案

选修3-5物理《第5章 波与粒子 第3节 实物粒子的波粒二象性》精品课教案

【学情分析】

通过对光电效应及康普顿效应的学习，学生对光的粒子性有了一定的认识，而对光的波动性虽然学生有一些潜在认识，但缺乏理论和实验依据。光是什么？学生对光的本性的思考就如同历史中无数科学家的思考一般，既向往又模糊。但历史是最好的教科书，前人走过的每一步都为历史的发展留下的足迹，学生需要站在巨人的肩膀上才能看得更远。实物粒子的粒子性毋庸置疑，但其波动性无法用肉眼观测，很抽象，对学生的认知而言是个很大的挑战，需要更多的感性素材辅助理解。

【教学目标】

1、通过实验分析，了解光的波粒二象性的内容，感受微观粒子运动的复杂性；

2、通过历史上对光的本性认识的学习，感悟科学探究的艰辛；

3、通过类比学习光的波粒二象性和实物粒子的波粒二象性，了解德布罗意的假设，感受类比分析和对称思考的方法，感悟科学家探索精神；

4、通过对物质波的实验探索和验证的学习，感受物理实验的魅力和实验研究的重要性。

【教学重、难点】

重点：通过历史的回顾和实验分析，了解光的波粒二象性；通过简单的计算对比，了解德布罗意的假设。

难点：了解光的本性，了解实物粒子的波动性。

【设计思路】

本节的教学设计的目的是使学生能从科学家的工作中感悟科学探究，特别是科学家如何突破固有思想，发现问题，并大胆地提出质疑和猜想，迎接挑战，寻找有效的方法加以验证。在学术的争辩和反驳中，人们不断认识事物的本质，感受探求真理的精神。

教学上沿以下思路展开：

光的本性探究→光的波粒二象性理论→德布罗意的假设→物质波的验证→看见微观世界

【教学过程】

教学环节 教师活动 学生活动 教学媒体

（资源） 设计意图 一、一场跨世纪的辩论 1.辩题的引入：笛卡尔的两个假设；提问学生，暴露学生的认识情况。

2.第一回合：用图像理解波动性和衍射现象；波动说以胡克、惠更斯为代表，微粒说以牛顿为代表。双方都只抓住对方的弱项，用实验观察到的结果来判定对方理论是否正确。

3.第二回合：波动说的复兴，以托马斯·杨和菲涅尔为代表。

4.第三回合：麦克斯韦预言电磁波的存在，赫兹成功地实验验证；爱因斯坦用光量子假说解释了光电效应，康普顿实验辅证。

5.总结：爱因斯坦提出光的波粒二象性。 观看演示

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