第一篇：17.3高三物理嶄新的一頁：粒子的波動性教案（定稿）

（二）進行新課

1、光的波粒二象性

教師：講述光的波粒二象性。在學生的辨析說明下進行歸納整理。

（1）我們所學的大量事實說明：光是一種波，同時也是一種粒子，光具有波粒二象性。

光的分立性和連續性是相對的，是不同條件下的表現，光子的行為服從統計規律。（2）光子在空間各點出現的概率遵從波動規律，物理學中把光波叫做概率波。點評：通過學生歸納總結形成結論，教師再進行講解，學生容易接受。充分注重知識的學生自主形成過程。

2、光子的能量與頻率以及動量與波長的關系。

??hv p?h/?

讓學生找到更多的關系公式：p?h/?＝hv/?v??/c

提問：受此啟發，人們想到：同樣作為物質的實物粒子(如電子、原子、分子等)是否也具有波動性呢？

學生閱讀課本“粒子的波動性”。

點評：讓學生帶著問題閱讀，提高閱讀的效率，培養學生從課文材料中提取有關信息的能力。

3、粒子的波動性

提問：誰大膽地將光的波粒二象性推廣到實物粒子？只是因為他大膽嗎？

學生回答：法國科學家德布羅意考慮到普朗克能量子和愛因斯坦光子理論的成功，大膽地把光的波粒二象性推廣到實物粒子。

展示演示文稿資料：有關德布羅意。

點評：使學生了解對知識理論的推廣和假設并不是一味 的憑空猜想，而是有一定的理論或事實基礎。

（1）德布羅意波

實物粒子也具有波動性，這種波稱之為物質波，也叫德布羅意波。（2）物質波波長

??hhE?＝

pmvp?提問：各物理量的意義？

學生回答：?為德布羅意波長，h為普朗克常量，p為粒子動量。點評：對物理原理公式的理解關鍵在于對各物理量意義的理解。

講述：當時這一觀點超出了人們的想象，不被人們所接受，歷史上類似的事例我們還知道那些？

學生回答：伽利略的兩個鐵球同時落地等。

點評：使學生了解正確的知識理論往往并不是一提出就能被大家所接受的。

教師：讓學生帶著問題閱讀課本有關內容，為什么德布羅意波觀點很難通過實驗驗證？又是在怎樣的條件下使實物粒子的波動性得到了驗證？

4．物質波的實驗驗證

提問：粒子波動性難以得到驗證的原因？

學生閱讀教材后回答：宏觀物體的波長比微觀粒子的波長小得多，這在生活中很難找到能發生衍射的障礙物，所以我們并不認為它有波動性．作為微觀粒子的電子，其德布羅意波波長為10－10m數量級，找與之相匹配的障礙物也非易事．

點評：讓學生知受實際條件的限制而使很多理論在開始都處于假設階段，不易被人們接受。

例題：某電視顯像管中電子的運動速度是4.0×107m/s；質量為10g的一顆子彈的運動速度是200m/s．分別計算它們的德布羅意波長．

引導學生分析，學生解答：根據公式??h/p計算得1.8×10-11m和3.3×10-34m 點評：通過具體計算使學生對實物粒子的德布羅意波長有感性認識，進一步理解實物粒子波動性驗證的困難。

說明：由計算結果知，通常生活中觀察不到實物波動特性征的原因。展示演示文稿資料：電子波動性的發現者———戴維森和小湯姆遜

（電子波動性的發現,使得德布羅意由于提出實物粒子具有波動性這一假設得以證實,并因此而獲得1929年諾貝爾物理學獎.而戴維森和小湯姆遜由于發現了電子的波動性也同獲1937年諾貝爾物理學獎）

學生閱讀有關物理學歷史資料，了解物理學有關知識的形成建立和發展的真是過程。點評：應用物理學家的歷史資料，不僅有真實感，增強了說服力，同時也能對學生進行發放教育，有利于培養學生的科學態度和科學精神，激發學生的探索精神。

教師：講述電子衍射實驗：1927年，兩位美國物理學家使電子束投射到鎳的晶體上，得到了電子束的衍射圖案．從而證實了德布羅意的假設。

學生了解更具體的相關歷史資料。

點評：增加真實感，使學生初步體會如何創造條件進行科學實驗探索，體會其中的奇妙

之處。

講述：除了電子以外，后來還陸續證實了質子、中子以及原子、分子的波動性。點評：引用更多實驗事實來增強對理論的證明。

提問：衍射現象對高分辨率的顯微鏡有影響否？如何改進？ 學生閱讀課本材料：顯微鏡的分辨本領。

點評：對所學知識進行拓展，加強對實際生產生活應用的聯系。

（三）課堂小結

教師活動：本節課我們學習了光的本質，即光是一種物質，它既具有粒子性，又具有波動性。在不同條件下表現出不同特性。注意對光的本質的全面把握。學習了得到實驗事實驗證的實物粒子波動性，其對應的波稱之為物質波，注意掌握物質波的計算公式。

點評：反思小節為學生提供本節內容的主要知識框架，有利于學生對所學知識的及時鞏固和知識重點的把握。

（四）作業：

復習本節教材43頁“問題與練習”中各題，預做回答。

點評：加深對課堂所學知識的理解和掌握，聯系實際對所學內容進行應用。★教學體會

本節課作為近代物理部分內容，比較抽象，學生沒有生活經驗和感觀認識，也沒有演示實驗可以做，在課堂上注意以學生為主導，通過補充的一些史料，加深學生感受，讓學生閱讀思考后歸納得出結論，同樣能收到好的效果。

（1）在有關事實和已知觀點基礎下，歸納光的本性，培養學生注意全面把握物理規律和全面把握物理規律的能力。

（2）課本材料和補充的史料讓學生先行閱讀，通過思考、辨析后歸納得出正確結論，比教師一人講解更具有真實感和說服力。同時也培養了學生閱讀材料提取有關信息的能力。

（3）對于難以理解的粒子的波動性，并且實際條件不允許進行實驗驗證，必須充分展示真實的歷史資料，加強說服力。同時通過對歷史上創造條件進行實驗驗證的方法學習，使學生初步體會如何創造條件進行科學實驗探索，體會其中的奇妙之處，增強進行科學探索的興趣。

第二篇：高三物理粒子的波動性教案

17.3 嶄新的一頁：粒子的波動性

★新課標要求

（一）知識與技能

1．了解光既具有波動性，又具有粒子性。2．知道實物粒子和光子一樣具有波粒二象性。3．知道德布羅意波的波長和粒子動量關系。

（二）過程與方法

1．了解物理真知形成的歷史過程。

2．了解物理學研究的基礎是實驗事實以及實驗對于物理研究的重要性。3．知道某一物質在不同環境下所表現的不同規律特性。

（三）情感、態度與價值觀

1．通過學生閱讀和教師介紹講解，使學生了解科學真知的得到并非一蹴而就，需要經過一個較長的歷史發展過程，不斷得到糾正與修正。

2．通過相關理論的實驗驗證，使學生逐步形成嚴謹求實的科學態度。

3．通過了解電子衍射實驗，使學生了解創造條件來進行有關物理實驗的方法。★教學重點

實物粒子和光子一樣具有波粒二象性，德布羅意波長和粒子動量關系?！锝虒W難點

實物粒子的波動性的理解。

★教學方法

學生閱讀－討論交流－教師講解－歸納總結 ★教學用具：

課件：PP演示文稿（科學家介紹，本節知識結構）。多媒體教學設備。★課時安排課時

★教學過程

（一）引入新課

提問：前面我們學習了有關光的一些特性和相應的事實表現，那么我們究竟怎樣來認識光的本質和把握其特性呢？請同時舉出相應的事實基礎。

學生閱讀課本、思考后回答：光是一種物質，它既具有粒子性，又具有波動性。在不同條件下表現出不同特性。（分別舉出有關光的干涉衍射和光電效應等實驗事實）。

點評：讓學生閱讀課本內容結合前面所學知識進行歸納總結，形成正確觀點。教師：原來我們不能片面地認識事物，能舉出本學科或其他學科或生活中類似的事或物嗎？

學生舉例說明：例如哲學中對事物的辨正觀點等。

點評：培養學生對事物或規律的全面把握，并與與其他學科進行橫向滲透聯系。

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（二）進行新課

1、光的波粒二象性

教師：講述光的波粒二象性。在學生的辨析說明下進行歸納整理。

（1）我們所學的大量事實說明：光是一種波，同時也是一種粒子，光具有波粒二象性。

光的分立性和連續性是相對的，是不同條件下的表現，光子的行為服從統計規律。（2）光子在空間各點出現的概率遵從波動規律，物理學中把光波叫做概率波。點評：通過學生歸納總結形成結論，教師再進行講解，學生容易接受。充分注重知識的學生自主形成過程。

2、光子的能量與頻率以及動量與波長的關系。

??hv p?h/?

讓學生找到更多的關系公式：p?h/?＝hv/?v??/c

提問：受此啟發，人們想到：同樣作為物質的實物粒子(如電子、原子、分子等)是否也具有波動性呢？

學生閱讀課本“粒子的波動性”。

點評：讓學生帶著問題閱讀，提高閱讀的效率，培養學生從課文材料中提取有關信息的能力。

3、粒子的波動性

提問：誰大膽地將光的波粒二象性推廣到實物粒子？只是因為他大膽嗎？

學生回答：法國科學家德布羅意考慮到普朗克能量子和愛因斯坦光子理論的成功，大膽地把光的波粒二象性推廣到實物粒子。

展示演示文稿資料：有關德布羅意。

點評：使學生了解對知識理論的推廣和假設并不是一味 的憑空猜想，而是有一定的理論或事實基礎。

（1）德布羅意波

實物粒子也具有波動性，這種波稱之為物質波，也叫德布羅意波。（2）物質波波長

??hp＝hmv?Ep?

提問：各物理量的意義？

學生回答：?為德布羅意波長，h為普朗克常量，p為粒子動量。點評：對物理原理公式的理解關鍵在于對各物理量意義的理解。

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講述：當時這一觀點超出了人們的想象，不被人們所接受，歷史上類似的事例我們還知道那些？

學生回答：伽利略的兩個鐵球同時落地等。

點評：使學生了解正確的知識理論往往并不是一提出就能被大家所接受的。

教師：讓學生帶著問題閱讀課本有關內容，為什么德布羅意波觀點很難通過實驗驗證？又是在怎樣的條件下使實物粒子的波動性得到了驗證？

4．物質波的實驗驗證

提問：粒子波動性難以得到驗證的原因？

學生閱讀教材后回答：宏觀物體的波長比微觀粒子的波長小得多，這在生活中很難找到能發生衍射的障礙物，所以我們并不認為它有波動性．作為微觀粒子的電子，其德布羅意波波長為10－10m數量級，找與之相匹配的障礙物也非易事．

點評：讓學生知受實際條件的限制而使很多理論在開始都處于假設階段，不易被人們接受。

例題：某電視顯像管中電子的運動速度是4.0×10m/s；質量為10g的一顆子彈的運動速度是200m/s．分別計算它們的德布羅意波長．

引導學生分析，學生解答：根據公式??h/p計算得1.8×10-11m和3.3×10-34m 點評：通過具體計算使學生對實物粒子的德布羅意波長有感性認識，進一步理解實物粒子波動性驗證的困難。

說明：由計算結果知，通常生活中觀察不到實物波動特性征的原因。展示演示文稿資料：電子波動性的發現者———戴維森和小湯姆遜

（電子波動性的發現,使得德布羅意由于提出實物粒子具有波動性這一假設得以證實,并因此而獲得1929年諾貝爾物理學獎.而戴維森和小湯姆遜由于發現了電子的波動性也同獲1937年諾貝爾物理學獎）

學生閱讀有關物理學歷史資料，了解物理學有關知識的形成建立和發展的真是過程。點評：應用物理學家的歷史資料，不僅有真實感，增強了說服力，同時也能對學生進行發放教育，有利于培養學生的科學態度和科學精神，激發學生的探索精神。

教師：講述電子衍射實驗：1927年，兩位美國物理學家使電子束投射到鎳的晶體上，得到了電子束的衍射圖案．從而證實了德布羅意的假設。

學生了解更具體的相關歷史資料。

點評：增加真實感，使學生初步體會如何創造條件進行科學實驗探索，體會其中的奇妙愛學啦高中學習網 www.tmdps.cn 海量資源等你下載 之處。

講述：除了電子以外，后來還陸續證實了質子、中子以及原子、分子的波動性。點評：引用更多實驗事實來增強對理論的證明。

提問：衍射現象對高分辨率的顯微鏡有影響否？如何改進？ 學生閱讀課本材料：顯微鏡的分辨本領。

點評：對所學知識進行拓展，加強對實際生產生活應用的聯系。

（三）課堂小結

教師活動：本節課我們學習了光的本質，即光是一種物質，它既具有粒子性，又具有波動性。在不同條件下表現出不同特性。注意對光的本質的全面把握。學習了得到實驗事實驗證的實物粒子波動性，其對應的波稱之為物質波，注意掌握物質波的計算公式。

點評：反思小節為學生提供本節內容的主要知識框架，有利于學生對所學知識的及時鞏固和知識重點的把握。

（四）作業：

復習本節教材43頁“問題與練習”中各題，預做回答。

點評：加深對課堂所學知識的理解和掌握，聯系實際對所學內容進行應用。★教學體會

本節課作為近代物理部分內容，比較抽象，學生沒有生活經驗和感觀認識，也沒有演示實驗可以做，在課堂上注意以學生為主導，通過補充的一些史料，加深學生感受，讓學生閱讀思考后歸納得出結論，同樣能收到好的效果。

（1）在有關事實和已知觀點基礎下，歸納光的本性，培養學生注意全面把握物理規律和全面把握物理規律的能力。

（2）課本材料和補充的史料讓學生先行閱讀，通過思考、辨析后歸納得出正確結論，比教師一人講解更具有真實感和說服力。同時也培養了學生閱讀材料提取有關信息的能力。

（3）對于難以理解的粒子的波動性，并且實際條件不允許進行實驗驗證，必須充分展示真實的歷史資料，加強說服力。同時通過對歷史上創造條件進行實驗驗證的方法學習，使學生初步體會如何創造條件進行科學實驗探索，體會其中的奇妙之處，增強進行科學探索的興趣。

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第三篇：物理選修3-5教案 17.3 粒子的波動性

17.3粒子的波動性

一、教學目標

1．知識與技能

（1）知道光、實物粒子具有波粒二象性；

（2）知道德布羅意假說的內容，公式表達；

（3）了解物質波的驗證過程。

2．過程與方法

（1）沿著物理學家的研究過程展開教學，盡量再現物理學家的思想和研究方法。

（2）通過“小練習”對比，進而理解宏觀物體的波動性不明顯，并找到驗證物質波的方法

3．情感態度與價值觀

（1）感受人類對光認識的美好、曲折過程，欣賞物理學的對稱美，體會蘊含的哲學思想。

（2）從科學家的工作中感悟科學探究：如何向固有觀念挑戰，提出大膽猜想和假說，如何尋找有效的方法加以驗證。

（3）培養學生的科學文化素質──科學方法、科學意識、科學精神。

二、教學重點、難點

重點：知道德布羅意波及德布羅意波波長計算粒子同樣具有波動性。難點：理解德布羅意波（物質波）及表現規律。

三、教學用具

自制多媒體課件

四、復習回顧

⑴人類對光認識的歷史過程 ── 一部科學史詩

學生閱讀課本第一段，分組討論、自由發言，教師引導歸納，同時多媒體輔助 問題：光的發展史(光的本性)？

①十七世紀初笛卡兒兩種假說：光是類似于微粒的一種物質光是一種以“以太”為媒質的壓力。②十七世紀光的微粒說(代表人物---牛頓)：光是從光源發出的一種物質微粒，在均勻介質中以一定的速度傳播，能解釋光的反射現象、析射現象。

③同時期光的波動說(代表人物---惠更斯)：認為光是一種波，在實驗中觀察到了光的干涉和衍射現象，這是波動的特征，微粒說無法解釋。

④光的電磁說(十九世紀：代表人物---麥克斯韋)麥克斯韋認為光是一種電磁波,赫茲用實驗證實了光的電磁本性.光是電磁波的主要依據：①傳播都不需介質.②都是橫波.③在真空中傳播速度相同。

⑤19世紀末赫茲等又發現了---光電效應現象，用波動說無法解釋。

⑥愛因斯坦于20世紀初提出了光子說，認為光具有粒子性，從而解釋了光電效應。

從笛卡兒兩種假說到牛頓與胡克、牛頓與惠更斯粒子說與波動說之爭，再到麥克斯韋、赫茲、普朗克和愛因斯坦的對光的進一步認識。在新的事實與理論面前，終于以光即具有波動性，又有粒子性即光具有波粒二象性而畫一下圓滿的句號。（多媒體展示）

原來相互矛盾的兩種學術，后來發現只是一個事的兩個表現形式，并非有此無彼，而是彼中有我，我中有你，最后以愛因斯坦提出的“光具有波粒二象性”而落下了帷幕。為此愛因斯坦獲得了諾貝爾物理學獎。

⑵──粒子性、波動性之間的橋梁

以上兩個公式中ε和p是物質所具有的粒子性的重要物理量，而是波長與頻率是波動性的典型物理量，所以兩式左側是粒子性，而右側卻是波動性，它們通過普朗克常量h聯系，可見光的波動性與粒子性并不矛盾。光的波動性和粒子性是一對矛盾的兩個方面，彼此含有對方的

成份，共存于光的統一體中。

五、進行新課

⑴、德布羅意提出實物粒子具有波動性的假設（體會德布羅意從類比和對稱性思考的科學思想方法）

19世紀以來，光學上注重波動方面的研究，忽視了粒子方面的研究；而實物粒子的研究上，是否發生了相反的錯誤？體會德布羅意從類比和對稱性思考的科學思想方法。

問題：“相反的錯誤”指什么？

生：實物粒子的研究只注重了粒子性，而忽視了波動性。

（2）、（自學）德布羅意假說──科學的狂想曲，回答問題：

問題：德布羅意假說的內容？

生：實物粒子也具有波動性；每一個運動的粒子都與一種波對應。

問題：物質波的概念？

生：與實物粒子相聯系的波──德布羅意波。

問題：物質波的頻率、波長公式？

生：

⑶、物質波的驗證，問題：如何驗證德布羅意假說？

生：如果能觀察到實物粒子的干涉、衍射等波的特有現象，可驗證實物粒子具有波動性。

問題：發生明顯衍射的條件？

生：障礙物或小孔的尺寸跟波長差不多，或者比波長還要小。

找學生爬黑板，應用德布羅意波能量、動量關系式計算子彈及電子的波長。

計算：一個質量為0．01kg，速度為300m/s的子彈，對應的德布羅意波長？

解析：

問題：為什么不易觀察到宏觀物體的波動性？

計算：一個原來靜止的電子，經過100v的電壓加速后，對應的德布羅意波長？

解析：，問題：分子直徑的數量級？與上面計算出的電子波長數量級相當嗎？

師點撥：電子的德布羅意波長與分子直徑相當，電子束照到晶體上，兩晶格的狹縫可使電子發生明顯的衍射。1927年戴維孫和G．P．湯姆孫分別利用晶體做了電子束衍射的實驗，證實了電子的波動性。

⑷、學生看書了解這一歷史過程，并觀察電子束的衍射圖樣與X-射線晶體衍射圖樣相似。

電子束通過鋁箔時的衍射圖樣 弗蘭克林拍攝的DNA的X射線衍射照片

六、小節

本節課的設計不僅關注知識及知識的形成過程，更注重科學素質的培養，也關注情感態度價值觀方面的東西。教師通過對光的本質的認識這一線索，對光的有關知識進行重新復習，對光的粒子性與波動性有一個系統的全面的認識。通過光子能量公式、動量公式，兩式左側是粒子性，而右側卻是波動性，以及聯系量普朗克常量h，從理論上光波與粒子之間的聯系。再利用實驗和物理學史對物質波動性的深入探究，從德布羅意波的提出、驗證、物質波理論的形成到諾貝爾物理學獎的獲得。不但學到了許多知識，更重要的是讓學生明確科學的探究是不斷的深入的，理論是在不斷發展的，了解到人類直接經驗的局限性和曲折歷程，滲透辯證的思想特別是培養了敢于創新，勇于實踐，實事求是科學的精神和科學態度以及類比法、實踐法等科學的方法，同時意識到科學有價，意識到物質世界盡管千差萬別，卻又有共同的規律──波粒二象性，這大大的擴展和深化了人們對物質世界的認識，并為進一步研究微觀世界提供了思想武器。整節課力圖體現學生主體意識，問題意識，建構意識，保護學生的學習興趣，采用啟發性教學，重視科學探究，注重科學素質的培養。

第四篇：四、光的波動性和粒子性 教案

四、光的波動性和粒子性

教學目標

1．讓學生了解電磁波譜和光譜的種類及其應用．

2．讓學生知道光電效應的產生條件和規律；了解電子說：滲透辯證唯物主義的觀點和方法． 教學重點、難點分析

對光電效應四條基本規律的理解及對光電效應現象的解釋． 教學過程設計 教師活動

前面我們已經復習了光的干涉現象和衍射現象．光可以產生干涉現象和衍射現象說明了什么呢？ 學生活動

說明光具有波動性．

我們在學習機械波時，知道機械波也能發生干涉現象和衍射現象． 結合上述兩種情況我們能得出什么樣的結論呢？ 干涉現象和衍射現象是波特有的現象．

如果我們使用某種方法使電子也能產生衍射圖樣，那么我們對電子的行為如何認識呢？ 電子一定具有波動性．

很好！請同學們看一看閱讀教材．

既然光是一種波，那么光波是屬于機械波還是屬于電磁波？還是獨立于機械波、電磁波的另一種波？你們要是科學家對這個問題如何分析？

光肯定不是機械波，因為機械波的產生不但要有波源而且還需要介質，光可以在真空中傳播不需要介質，因此光不是機械波，所以光不是電磁波，就是一種另外形式的波．

現在人們對光波是怎樣認識的呢？ 光是一種電磁波．

這個觀點是誰提出來的？ 麥克斯韋．

由誰用實驗證實的？ 赫茲．

我們知道，電磁波是一個大的家庭，它都有哪些成員呢？ 無線電波、紅外線、可見光、紫外線、倫琴射線、γ射線． 這些成員合起來就構成了電磁波譜． 投影（電磁波譜 如圖4-4-1．）

我們這個世界五彩繽紛，都是由于有可見光，但是，可見光在電磁波譜中只是一個很窄的波段． 我們觀察電磁波譜，能得到什么結論？ 由左至右，頻率越來越大，波長越來越短． 在電磁波譜中，各種電磁波的性質不同，因而它們就具有不同的用途，在前面的學習中我們已經學習了關于無線電波、微波的有關知識．

下面我們從紅外線開始復習． 紅外線的主要特點是什么？

紅外線主要特點是熱效應，一切物體都在不停地輻射紅外線，并且不同的物體輻射紅外線的波長和強度不同．

紅外線的主要用途是什么？

（1）利用紅外線的熱效應對物體進行烘干．

（2）利用紅外線波長較長，容易發生衍射的特點進行遠距離和高空攝影．

（3）利用不同物體輻射紅外線的波長和強度的不同可以對物體進行遠距離探測，這種技術叫紅外線遙感． 同學們回答的很好，人們對紅外線特性的利用遠沒達到成熟，有待我們進一步開發和利用．

現在國外有一種飛機叫做隱形飛機，這種飛機采用多種措施進行隱形，不易被對方的雷達發現，請同學們猜想，它是怎樣隱形的呢？

多種措施我們還不能完全說出來，但有一條可以肯定，這種飛機必須要減少自身的紅外輻射． 下面我們來復習有關紫外線的問題．紫外線主要特點和主要用途是什么？

紫外線的主要作用是化學作用．一切高溫物體發出的光都含有紫外線，紫外線的波長比紫光還短，紫外線有很強的熒光效應，紫外線有殺菌消毒的作用等．

下面提一個關于物理學史的問題．

世界上第一個獲諾貝爾物理學獎的人是誰？ 倫琴：

他為何獲獎？

發現了X射線，又稱倫琴射線． X射線的主要特點和用途是什么？

X射線是比紫外線波長還短的電磁波，它的穿透本領很大． X射線穿透物質的本領跟物質的密度有關系，在工業上可以用它來檢查金屬部件有沒有砂眼、裂紋等缺陷，在醫學上可以用它來透視人體，檢查體內的病變和骨折的情況．

比X射線波長更短的電磁波叫做γ射線，它對物體的穿透本領比X射線更強，利用γ射線的穿透作用制成γ射線探傷儀，用來檢測金屬材料內部傷痕、裂縫、氣孔等．

利用γ射線穿透金屬板的強度變化，可制成金屬測厚計來檢測金屬板的厚度以及鍍層的厚度等． 不同的電磁波產生的機理不同，它們是如何產生的呢？（1）無線電波是振蕩電路中自由電子的周期性運動產生的，這種電路的原理我們學過，就是LC振蕩電路．（2）紅外線、可見光、紫外線是原子的外層電子受到激發后產生的．（3）X射線是原子的內層電子受到激發后產生的．（4）γ射線是原子核受到激發后產生的．

既然它們都是電磁波，它們的行為應服從共同的規律，我們知道的它們服從的共同規律都有哪些呢？ 它們都能發生干涉和衍射現象，它們在真空中的傳播速度都是3.0×108m/s． 它們的波長或頻率不同，導致它們有哪些不同的特性呢？

電磁波譜從左至右頻率越來越大，波長越來越短，因此就越不容易發生干涉和衍射現象，但穿透本領卻越來越強．

從電磁波譜中我們看到，可見光是一種電磁波，它是由原子外層電子受激后產生的．由于不同元素的原子及其電子的運動情況不同，受激后產生的電磁波的頻率和波長也是不相同的，這就為我們研究物體的化學成分提供了有力的依據．現在這方面的研究已形成了一個專門的學科——光譜學．

下面我們復習關于光譜方面的知識． 光譜怎樣分類？ 光譜可分為發射光譜和吸收光譜．

其實光譜可分為三類：發射光譜、吸收光譜和散射光譜．在高中階段只介紹了發射光譜和吸收光譜． 什么叫發射光譜？

由發光物體直接產生的光譜叫做發射光譜． 發射光譜怎樣分類？

發射光譜包括連續譜和線狀譜．

教師展示掛圖，使學生感受連續譜和線狀譜． 線狀譜又叫做原子譜這是為什么？

各種元素都有一定的線狀譜，元素不同，線狀譜不同．所以，線狀譜又叫原子光譜． 什么是特征譜線？

每種元素的原子只能發出某些具有特定波長的光譜線，這種譜線叫做那種元素的特征譜線．如果我們對發光物質的光譜進行分析時，發現了某種元素的特征譜線，我們就可以斷定發光物質中一定具有這種元素．

什么是吸收光譜？

吸收光譜是一束具有連續波長的光通過物質時，某些波長的光被吸收后產生的光譜．這種光譜是以連續光譜為背景，其中有暗線、暗帶或暗區．不同物質產生的吸收光譜不同．

吸收光譜中的暗線是否可以叫做特征譜線？ 可以．

兩條明線和兩條暗線相對應．

教師展示掛圖，讓學生觀察鈉的發射光譜和吸收光譜． 教師展示鈉的吸收光譜和太陽光譜．

教師說明：太陽光譜是太陽內部發出的強光經過溫度比較低的太陽大氣層時產生的吸收光譜． 太陽大氣層中有鈉嗎？ 有．

教師布置讓學生將這部分書認真閱讀．

前面我們復習了光的電磁說，它很好地解釋了光的干涉、衍射現象，但是，光的電磁說并不能成功地說明光的所有現象．例如光電效應現象．

實驗裝置（圖4-4-2）

敘述實驗現象：

用弧光燈照射鋅板，驗電器就張開一個角度，說明鋅板帶了電，進一步檢查知道鋅板帶的是正電．這說明在弧光燈的照射下，鋅板中有一部分電子從表面飛了出去，鋅板缺少了電子，于是帶正電．

這種在光的照射下從物體發射出電子的現象叫做光電效應，發出來的電子叫做光電子． 光電效應現象的四點結論是什么？

（1）任何一種金屬，都有一個極限頻率，入射光的頻率必須大于這個極限頻率，才能產生光電效應；低于這個頻率的光不能產生光電效應．

（2）光電子的最大初動能與入射光的強度無關，只隨入射光的頻率的增大而增大．（3）入射光照到金屬上時，光電子的發射幾乎是瞬時的，一般不超過10-9S．（4）當入射光的頻率大于極限頻率時，光電流的強度與入射光的強度成正比． 光的電磁說不能解釋前三條實驗結論．

第一：按照光的電磁說，光是電磁波，是變化的電場與變化的磁場的傳播．入射光照射到金屬上時，金屬中的自由電子受變化電場的驅動力作用而做受迫振動，增大入射光的強度，光波的振幅增大，當電子做受迫振動的振幅足夠大時，總可掙脫金屬束縛而逸出，成為光電子，不應存在極限頻率．

第二：按照光的電磁說，光的強度應由光波的振幅決定，因此光電子的最大初動能應與入射光的強度有關． 第三：按照光的電磁說，光電子的產生需要較長的時間而不是瞬間． 光電磁說與光電效應現象產生了尖銳的矛盾． 是誰最終成功地解釋了光電效應現象？ 愛因斯坦．

愛因斯坦是怎樣解釋的？

愛因斯坦在普朗克關于電磁波的發射和吸收是不連續的而是一份一份地進行的學說啟發下提出了光子說． 光子說認為：在空間傳播的光也是不連續的，而是一份一份的，每一份叫做一個光子，光子的能量跟它的頻率成正比，即E=hv，h是普朗克常數．

光子的能量只與光的頻率有關，金屬中的電子吸收的光子的頻率越大，電子獲得的能量也就越多，當能量足以使電子擺脫金屬束縛時就能從金屬表面逸出，成為光電子．因而存在一個能使電子獲得足夠能量的頻率，即極限頻率．

上述解釋同樣能解釋光電效應第二條結論．

電子吸收了光子后，動能立刻就增加了，不需要能量的積累過程，因此光電子的發射幾乎是瞬時的． 解釋得很好，至于第四條結論怎樣解釋請同學們課后思考，可閱讀教材．

我們在復習電磁波譜時知道，光的頻率越大，其對物體的穿透本領就越強，這是為什么？

按照愛因斯坦的光子說，光的頻率越大，組成這種光的光子能量也就越大，當然對物體的穿透本領也就越強了．

通過上邊的復習我們知道，光既有波動性，又有粒子性，人們無法只用其中一種來說明光的一切行為，只能認為光具有波粒二象性，請同學們閱讀光的波粒二象性一節．

請同學們自己復習光電管并閱讀愛因斯坦光電效應方程部分． 同步練習

一、選擇題

1．紅、橙、黃、綠四種單色光子，光子能量最小的是[

] A．紅光

B．橙光 C．黃光

D．綠光

2．太陽光譜中有許多暗線，它們是對應著某些元素的特征譜線，產生這些暗線是由于 [

] A．太陽表面大氣層中缺少相應的元素 B．太陽內部缺少相應的元素

C．太陽表面大氣層中存在著相應的元素 D．太陽內部存在著相應的元素

3．用綠光照射一光電管，能產生光電效應，欲使光電子從陰極射出時的最大初動能增大，應

[

] A．改用紅光照射

B．增大綠光的強度 C．增大光電管的加速電壓

D．改用紫光照射

4．在演示光電效應的實驗中，原來不帶電的一塊鋅板與靈敏驗電器相連，用弧光燈照射鋅板時，驗電器的指針就張開一個角度，如圖4-4-3所示，這時

[

]

A．鋅板帶正電，指針帶負電 B．鋅板帶正電，指針帶正電 C．鋅板帶負電，指針帶正電 D．鋅板帶負電，指針帶負電

5．設λ

1、λ2是兩種單色光1、2在真空中的波長，若λ1＞λ2，則這兩種單色光線相比

[

] A．單色光1的頻率較小

B．玻璃對單色光1的折射率較大

C．在玻璃中，單色光1的傳播速度較大 D．單色光1的光子能量較大

6．兩種單色光A、B分別由垂直水平方向從水面射向水底，它們經歷的時間tA＞tB，下列判斷正確的是 [

] A．A色光的波長比B色光的波長大 B．A色光的波長比B色光的波長小

C．A色光的光子能量比B色光的光子能量大 D．A色光的光子能量比B色光的光子能量小

二、計算題

7．一單色光照在金屬鈉的表面上時有光電子射出，當所加反向電壓為3V時，光電流恰好為零，已知鈉的極限頻率為5000Hz，求：該單色光的頻率．

8．有一功率為500W的紅外線電熱器，如果它輻射的紅外線的頻率為3.0×1014Hz，求：（1）每秒發出的光子數；（2）在距離電熱器2m遠處，垂直于紅外線傳播方向的1cm2的面積上每分鐘能接收到多少個光子？

參考答案

1．A

2．C

3．D

4．B

5．A

B 6．B

C

7．1.32×1015Hz 8．（1）2.5×1021（個），（2）3.0×1017（個）

第五篇：高三寒假物理作業3

高三寒假物理作業

班級： 姓名： 檢查人（家長簽字）：

1.下列光學現象的說法中正確的是()A.用光導纖維束傳送圖像信息,這是光的衍射的應用 B.太陽光通過三棱鏡形成彩色光譜,這是光的干涉的結果

C.在照相機鏡頭前加裝偏振濾光片拍攝日落時的景物,可使景象更清晰

D.透過平行于日光燈的窄縫看正常發光的日光燈時能觀察到彩色條紋,這是光的色散現象

2.我國于2013年12月2日凌晨成功發射了“嫦娥三號”月球探測器，12月10日21時20分，“嫦娥三號”在環月軌道成功實施變軌控制，從100km×100km的環月圓軌道，降低到近月點15km、遠月點100km的橢圓軌道，進入預定的月面著陸準備軌道，并于12月14日21時11分實現衛星攜帶探測器在月球的軟著陸。下列說法正確的是()A．如果不考慮地球大氣層的阻力，則“嫦娥三號”的發射速度可以小于7.9km/s B．若已知“嫦娥三號”在100km的環月圓軌道上飛行的周期及萬有引力常量，則可求出月球的平均密度 C．若已知“嫦娥三號”、“嫦娥一號”各自繞月球做勻速圓周運動的高度（高度不同）、周期和萬有引力常量，則可求出月球的質量、半徑

D．“嫦娥三號”為著陸準備而實施變軌控制時，需要通過發動機使其加速

3．如圖所示，一個質量為m、電荷量為q的帶電小球從水平線PQ上方M點自由下落，以PQ為邊界下方有方向豎直向下、電場強度為E的勻強電場，同時還有垂直于紙面的勻強磁場，小球從邊界上的a點進入復合場后，恰能做勻速圓周運動，并從邊界上的b點穿出，重力加速度為g，不計空氣阻力，則以下說法正確的是()A．小球帶負電荷，勻強磁場方向垂直于紙面向外 B．小球的電荷量與質量的比值＝ C．小球從a運動到b的過程中，小球和地球組成的系統的機械能守恒 D．小球在a、b兩點的速度相同

4.(Ⅰ)在實驗操作前應該對實驗進行適當的分析．研究平拋運動的實驗裝置示意圖如圖所示．小球每次都從斜槽的同一位置無初速度釋放，并從斜槽末端水平飛出．改變水平板的高度，就改變了小球在板上落點的位置，從而可描繪出小球的運動軌跡．某同學設想小球先后三次做平拋運動，將水平板依次放在如圖1、2、3的位置，且1與2的間距等于2與3的間距．若三次實驗中，小球從拋出點到落點的水平位移依次為x1、x2、x3，機械能的變化量依次為ΔE1、ΔE2、ΔE3，忽略空氣阻力的影響，下面分析正確的是()A．x2－x1＝x3－x2，ΔE1＝ΔE2＝ΔE3 B．x2－x1＞x3－x2，ΔE1＝ΔE2＝ΔE3 C．x2－x1＞x3－x2，ΔE1＜ΔE2＜ΔE3 D．x2－x1＜x3－x2，ΔE1＜ΔE2＜ΔE3(Ⅱ)在測定某新型電池的電動勢和內阻的實驗中，所提供的器材有： 待測電池(電動勢約6 V)電流表G(量程6.0 mA，內阻r1＝100 Ω)電流表A(量程0.6 A，內阻r2＝5.0 Ω)

qgmE如果你希望成功，以恒心為良友，以經驗為參謀，以小心為兄弟，以希望為哨兵。

定值電阻R1＝100 Ω，定值電阻R2＝900 Ω 滑動變阻器R′(0～50 Ω)，開關、導線若干

(1)為了精確測出該電池的電動勢和內阻，采用圖甲所示的實驗電路圖，其中定值電阻應選用________(選填“R1”或“R2”)．

(2)請根據電路圖甲完成圖乙中的實物連線．

(3)某同學在實驗中測出電流表A和電流表G的示數I和Ig，根據記錄數據作出Ig—I圖像如圖丙所示(圖像的縱截距用b表示，斜率用k表示)，根據圖像可求得，被測電池的電動勢的表達式E＝________，其值為________V；內阻的表達式r＝________，其值為________Ω.5.如圖所示，是利用電力傳送帶裝運麻袋包的示意圖．傳送帶長l＝20 m，傾角θ＝37°，麻袋包與傳送帶間的動摩擦因數μ＝0.8，傳送帶的主動輪和從動輪半徑R相等，傳送帶不打滑，主動輪頂端與貨車車箱底板間的高度差為h＝1.8 m，傳送帶勻速運動的速度為v＝2 m/s.現在傳送帶底端(傳送帶與從動輪相切位置)由靜止釋放一只麻袋包(可視為質點)，其質量為100 kg，麻袋包最終與傳送帶一起做勻速運動，到達主動輪時隨輪一起勻速轉動．如果麻袋包到達主動輪的最高點時，恰好水平拋出并落在貨車車箱底板

2中心，重力加速度g＝10 m/s，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，求：

(1)主動輪軸與貨車車箱底板中心的水平距離x及主動輪的半徑R；(2)麻袋包在傳送帶上運動的時間t；

(3)該裝運系統每傳送一只麻袋包需額外消耗的電能．