第十七章 波粒二象性 复习教案
第十七章波粒二象性复习教案
第十七章波粒二象性复习教案-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN第十七章 波粒二象性 复习教案17.1 能量量子化知识与技能（1）了解什么是热辐射及热辐射的特性，了解黑体与黑体辐射。
（2）了解黑体辐射的实验规律，了解黑体热辐射的强度与波长的关系。
（3）了解能量子的概念。
教学重点：能量子的概念教学难点：黑体辐射的实验规律教学过程：1、黑体与黑体辐射（1）热辐射现象固体或液体，在任何温度下都在发射各种波长的电磁波，这种由于物体中的分子、原子受到激发而发射电磁波的现象称为热辐射。
所辐射电磁波的特征与温度有关。
（2）黑体概念：能全部吸收各种波长的电磁波而不发生反射的物体，称为绝对黑体，简称黑体。
2、黑体辐射的实验规律黑体热辐射的强度与波长的关系：随着温度的升高，一方面，各种波长的辐射强度都有增加，另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。
提出1：怎样解释黑体辐射的实验规律呢？在新的理论诞生之前，人们很自然地要依据热力学和电磁学规律来解释。
德国物理学家维恩和英国物理学家瑞利分别提出了辐射强度按波长分布的理论公式。
结果导致理论与实验规律不符，甚至得出了非常荒谬的结论，当时被称为“紫外灾难”。
（瑞利--e 实验结3、能量子：1900年，德国物理学家普朗克提出能量量子化假说：辐射黑体分子、原子的振动可看作谐振子，这些谐振子可以发射和吸收辐射能。
但是这些谐振子只能处于某些分立的状态，在这些状态中，谐振子的能量并不象经典物理学所允许的可具有任意值。
相应的能量是某一最小能量ε（称为能量子）的整数倍，即：ε， 1ε，2ε，3ε，... n ε，n 为正整数，称为量子数。
对于频率为ν的谐振子最小能量为：这个最小能量值，就叫做能量子。
课件展示：普朗克的能量子假说和黑体辐射公式17.2 光的粒子性知识与技能（1）通过实验了解光电效应的实验规律。
（2）知道爱因斯坦光电效应方程以及意义。
波粒二象性(教案)
波粒二象性波粒二象性⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎧光的波粒二象性⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎧光的粒子性⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎧光电效应⎩⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎧现象：光现象――→转化电现象本质：电子――→吸收光子光电子规律⎩⎪⎨⎪⎧①极限频率②遏止电压③光电流强度结论⎩⎪⎨⎪⎧①光具有粒子性——光子②光具有波粒二象性能量量子假说光子说：光子能量ε＝hν光电效应方程：hν＝12m v 2max ＋W 0康普顿效应⎩⎪⎨⎪⎧光子的动量：p ＝h λ理论解释光的波动性⎩⎪⎨⎪⎧光的双缝干涉光波是概率波粒子的波粒二象性⎩⎪⎨⎪⎧德布罗意假说⎩⎪⎨⎪⎧内容：λ＝h p 实验验证：电子衍射物质波是概率波电子云不确定性关系：Δx Δp ≥h 4π 【知识点一】光电效应的规律和爱因斯坦光电效应方程1．光电效应的规律(1)极限频率ν0是能使金属发生光电效应的最低频率，这也是判断能否发生光电效应的依据。
若ν≤ν0，无论多强的光照射时，都不能发生光电效应。
(2)最大初动能E k ，与入射光的频率和金属的逸出功有关，与光强无关。
(3)饱和光电流与光的强度有关，光强正比于单位时间内照射到金属表面单位面积上的光子数。
2．光电子的最大初动能光电子的最大初动能跟入射光的能量hν、金属逸出功W 0的关系为光电效应方程，表达式为12m v 2max＝hν0－W 0，反映了光电效应现象中的能量转化和守恒定律。
【知识点二】光的波粒二象性、物质波(1)光的干涉、衍射、偏振说明光具有波动性，光电效应现象、康普顿效应则证明光具有粒子性，因此，光具有波粒二象性，对于光子这样的微观粒子只有从波粒二象性出发，才能统一说明光的各种行为。
(2)在光的干涉现象中，若曝光时间不长，在底片上只出现一些不规则的点，这些点表示光子的运动跟宏观的质点不同。
但曝光时间足够长时，底片上出现了有规律的干涉条纹。
可见，光的波动性是大量光子表现出来的现象。
(3)在干涉条纹中，光强大的地方，光子到达的机会多，或者说光子出现的概率大。
第十七章波粒二象性全章教学案
第十七章波粒二象性全章教学案一、引言波粒二象性是描述微观粒子性质的基本原理之一。
通过学习波粒二象性的概念和相关实验，可以帮助学生形成对微观世界的完整认识。
本教学案将围绕波粒二象性展开，通过理论探讨和实验操作，帮助学生深入理解波粒二象性的概念和实质。
二、教学目标1.了解波粒二象性的概念和实质；2.掌握波动性和粒子性的基本特征；3.掌握双缝干涉和单缝衍射实验的原理和操作；4.能够分析和解释波动性和粒子性的实验现象。
三、教学内容1. 波粒二象性的概念和实质•波动性：通过实验发现微观粒子也表现出波动性，具有干涉和衍射的特征；•粒子性：微观粒子在测量时表现出局域性，具有位置和动量的确定性。
2. 波动性的实验2.1 双缝干涉实验•实验装置：使用光源、双缝纱片、屏幕等构建实验台；•实验操作：调整光源和缝间距离，观察干涉条纹的出现和变化；•实验结果：观察到明暗相间的干涉条纹，证明了微观粒子具有波动性。
2.2 单缝衍射实验•实验装置：使用光源、单缝纱片、屏幕等构建实验台；•实验操作：调整光源和缝宽，观察衍射图样的出现和变化；•实验结果：观察到衍射图样，证明了微观粒子具有波动性。
3. 粒子性的实验3.1 光电效应实验•实验装置：使用光源、光电管、电压源等构建实验台；•实验操作：调整光源强度和电压，观察光电流的变化；•实验结果：光电流的变化与光源强度成正比，证明了微观粒子具有粒子性。
3.2 康普顿散射实验•实验装置：使用射线源、散射器、探测器等构建实验台；•实验操作：调整射线源和散射角度，观察散射光的能量变化；•实验结果：散射光的能量变化与散射角度成正比，证明了微观粒子具有粒子性。
四、教学方法1.理论讲授：通过教师讲解，介绍波粒二象性的概念、实质和相关实验；2.实验操作：学生进行双缝干涉和单缝衍射实验，以及光电效应和康普顿散射实验；3.讨论交流：经验操作后，学生与教师进行讨论，分析实验现象，归纳。
五、教学评价1.实验报告：学生撰写实验报告，介绍实验目的、操作步骤和结果分析；2.口头评价：教师针对学生实验操作和理论掌握情况进行口头评价；3.同学互评：学生进行同学互评，评价对方的实验报告和理论掌握情况。
人教版高中物理选修3-5第十七章 波粒二象性(自主学习学案)
第十七章波粒二象性第一、二节黑体辐射、光电效应课前自主学习（学案）一、请学生自主复习教材第十七章第一、二节P26-P36。
二、结合复习的内容思考如下问题：1．什么叫黑体（绝对黑体）？2．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布与什么因素有关？3．什么是光电效应现象？光电效应现象的实验规律有哪些？4．如何解释光电效应的实验规律？三、自主解答几道题目1．关于黑体和热辐射，下列说法中正确的是（）A．黑体不辐射可见光B．一切物体都在向外辐射电磁波C．黑体不能反射可见光D．黑体在吸收电磁波的同时不向外辐射电磁波2．在光电效应实验中，如果需要增大光电子到达阳极时的速度，可采用的方法是（）A．增加光照时间B．增大入射光的波长C．增大入射光的强度D．增大入射光频率3．关于光电效应，有如下几种陈述，其中正确的是（）A．金属电子的逸出功与人射光的频率成正比B．光电流与入射光的强度无关C．用不可见光照射金属一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的初动能要大D．对于任何一种金属都存在一个截止频率，入射光的频率必须大于这个频率，才能产生光电效应4．下表给出了一些金属材料的逸出功。
材料铯钙镁铍钛逸出功(10－19J) 3.0 4.3 5.9 6.2 6.6现用波长为400 nm的单色光照射上述材料，能产生光电效应的材料最多有几种（）(普朗克常量h = 6.6×10－34J·S，光速c = 3.00×108m／s)A．2种 B ．3种C．4种D．5种参考答案：1.B 2.D 3.AD 4.A课堂主体参与（教案）【学习目标】1．了解黑体和黑体辐射，体会量子论的建立深化了人们对物体世界的认识2．知道光电效应，通过实验了解光电效应实验规律，了解爱因斯坦光子说，并能够用它来解释光电效应实验规律，知道爱因斯坦光电效应方程及其意义，并能利用它解决一些问题重点难点。
3．了解康普顿效应，知道康普顿效应说明光具有粒子性。
量子世界中的波粒二象性教案
量子世界中的波粒二象性教案一、教学目标1.了解量子力学中的波粒二象性理论及其实验现象；2.掌握波函数的基本概念，熟悉薛定谔方程的基本形式；3.理解量子态和测量原理，掌握量子态叠加、测量的统计解释；4.掌握了解量子比特，掌握量子逻辑门实现。
二、教学重点和难点1.波粒二象性理论的概念和实验现象；2.波函数和薛定谔方程的基本概念；3.量子态和测量原理的理解；4.量子比特和量子逻辑门实现的掌握。
三、教学内容1.波粒二象性理论及实验现象由于光和电子都具有粒子和波动性，因此产生了量子力学中的波粒二象性理论。
实验上测量可以在波动性展现出来的地方也可以在粒子性展现出来的地方进行测量，而且一个粒子即便是不透明的，也会对波动会产生干涉或衍射现象。
例如，双缝干涉实验（Young双缝实验）就是通过一个隔板，将一束光通过两个狭缝后，在屏幕上观察它的干涉图案。
实验的结果表明，光具有干涉的特性，这就表明了光有波动性。
类似的电子干涉实验也表明了电子也有波动性，而通过对电子进行单个粒子的观察，又可以得到电子的粒子性。
2.波函数和薛定谔方程在量子力学中，波函数用来描述量子粒子的运动状态。
波函数是随时间和空间而变化的复数函数，它可以解释实验中观察到的现象，如多普勒效应和角动量量子化。
薛定谔方程是用来描述波函数的演化和变化的方程，它可以用来解释电子的光谱线和化学键。
其中的薛定谔方程为：iℏ(∂ψ/∂t)=Hψ其中，i是一个虚数单位，ℏ为普朗克常量除以2π，H是哈密顿算子，ψ是波函数。
哈密顿算子是描述一个量子系统能量的算子，它是由位置算子和动量算子组成的。
3.量子态和测量原理量子态是一个量子体系的所有状态的集合。
具有类似于波粒二象性的想法，量子态也可以被理解为波函数的叠加。
测量原理（量子力学中的不确定性原理）指的是在同一时间内测量两个物理量的精确值是不可能的，因为这两个物理量之间的测量有不确定性。
例如，在量子比特的测量中，夹杂在粒子量子态中的位相信息是无法直接被测量的，只能通过测量概率分布的方式进行统计求解。
第十七章 波粒二象性全章教学案
选修3－5 第十七章教学案(1)课题: 17.1 能量量子化主备人：教学目标：1、了解黑体和黑体辐射的实验规律。
2、体会量子论的建立深化了人们对于物质世界的认识。
教学内容：一．黑体与黑体辐射1．热辐射：周围的一切物体都在辐射，这种辐射与物体的有关，所以叫做热辐射。
特性：2．绝对黑体（简称黑体）：某种物体能够吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，这种物体就是，简称。
一般材料的物体，辐射的电磁波除与有关，还与的种类及状况有关。
3．黑体辐射的实验规律黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的有关。
随着温度的升高，一方面，各种波长的辐射强度都有。
另一方面，辐射强度的极大值向波长较的方向移动。
二．能量量子化1．普朗克能量量子化假说：(能量子概念)普朗克认为，带电微粒辐射或者吸收能时，只能辐射和吸收某个最小能量值的。
即：能的辐射或者吸收只能是。
这个不可再分的最小值ε叫做。
2．能量子公式：ε=hγ，其中γ是电磁波的频率，h称为常量。
h= 。
3．能量的量子化：在微观世界中能量是的，或者说微观粒子的能量是的，这种现象叫能量的量子化。
4．量子化假说的实验证实5．普朗克能量量子化假说的意义例题分析：1．对黑体辐射电磁波的波长分布有影响的是（）A．温度B．材料C．表面状况 D．质量2.光是一种电磁波，可见光的波长的大致范围是400～700nm.400nm、700nm电磁辐射的能量子ε的值是多少？3. 根据课本中的黑体辐射规律图(图17.1-2)可知（）A．随温度升高，各波长的辐射强度都增加B．随温度降低，各波长的辐射强度都增加C．随温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动D．随温度降低，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动随堂训练：1.以下宏观概念，哪些是“量子化”的？（）A．物体的长度 B．物体所受的重力C．物体的动能 D．人的个数3．某红光的波长为6.35 10-7m,求其能量子的值。
作业1学号姓名.1、关于热辐射，下列说法正确的是（）A.物体辐射红外线称为热辐射B.当物体温度升高时，热辐射中较短波长的成分越来越强C.一切物体都在辐射电磁波D.借助电磁波传递能量的方式称为热辐射2、关于黑体辐射，下列说法正确的是（）A.非常黑的物体称为黑体B.黑色的物体只会吸收电磁波，不会向外辐射热量C.黑体对电磁波的吸收能力强，而反射和辐射电磁波的能力较弱D.黑体的温度升高时，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动3、下列说法正确的是（）A.辐射是热传递的一种方式，物体温度越高，热辐射强度越大B.黑体的温度越高，辐射的电磁波波长越短，强度越大C.红色物体对红光反射能力较强D.辐射源的辐射强度与该物体的表面性质、材料、黑暗程度和温度有关4、下列有关普朗克的能量子假说的说法中，正确的是（）A.普朗克认为带电微粒辐射或吸收能量时，只能一份一份地辐射或吸收B.普朗克的能量子假说与黑体辐射的实验结果符合得非常好C.普朗克的能量子假说打破了电磁波能量只能连续传递的传统观念D.普朗克通过对黑体辐射的研究，深刻地认识到微观物质世界的量子化性质5、关于热辐射中能量子的能量，下列说法正确的是（）A. 能量子的能量跟它在真空中的波长成正比B. 能量子的能量跟它在真空中的波长成反比C. 能量子的能量跟物体的速度平方成正比D.以上说法都不正确6、试求Hz 6101⨯的无线电波和900nm 的紫外线的能量子的能量之比。
高三物理光的波粒二象性教案
高三物理光的波粒二象性教案【教学目标】1. 了解光的波粒二象性概念。
2. 掌握双缝衍射的实验方法及其原理。
3. 理解电子的波粒二象性，明确波粒二象性的普遍性。
【教学重难点】1. 光的波粒二象性的概念及实验方法。
2. 电子的波粒二象性的理解。
【教师准备】黑板、粉笔、双缝衍射实验装置、光源、光屏、电子枪、荧光屏、电子束调制器。
【教学过程】【导入环节】（5分钟）请学生想象一个实验场景：在一个实验室中，一束光照在双缝上，通过双缝衍射上的物体进行衍射。
请通过这个场景来描述光的波动性。
【教学原理】（10分钟）光是一种电磁波，具有波动性。
这是基于电磁场方程的预言，光波会在双缝上产生干涉，但在光屏上形成明暗相间的斑纹。
光波的特征是它们可以被反射、折射、干涉和衍射。
光具有波动性，可通过双缝衍射实验来证明它。
光子的波动性意味着它可以表现为峰和谷，这让光波可以在屏幕上形成干涉图案，而光子的粒子性意味着光子是单个的离散单位，每一个带有一定的能量。
光的粒子性，表现在黑体辐射、光电效应、康普顿散射等实验中，也被描述为光子，这通常与光量子化一起提出。
电子在具有一定的能量时，既可以表现为粒子，也可以表现为波动。
电子波的波长的计算与范德瓦耳斯半径有关。
【实验教学】（25分钟）教师现场演示双缝衍射实验，并让学生进行实践操作。
【教学拓展】（5分钟）通过这个实验，我们可以证明光的波动性，但是对于粒子性来说，今天我们将对电子的波粒二象性进行简单说明。
【小结】（5分钟）光既有波动性，又有粒子性，电子也是如此。
粒子也具有波特性，波也有粒子特性。
二象性体现的是物质的复杂性，是人们了解物质的一种重要手段。
【作业】1. 如何理解光的波粒二象性？2. 通过实验，证明了光的波动性，那么在生活中我们有什么例子可以证明光的粒子性呢？【板书设计】光的波粒二象性双缝衍射实验电子波粒二象性。
《光的波粒二象性》 学历案
《光的波粒二象性》学历案一、学习目标1、理解光的波粒二象性的概念，包括光既具有波动性又具有粒子性。
2、了解光的波动性和粒子性的实验证据，如干涉、衍射和光电效应。
3、掌握光的波长、频率、能量与动量等物理量的关系。
4、能够运用光的波粒二象性解释一些常见的光学现象。
二、学习重难点1、重点（1）光的波粒二象性的概念及其实验证据。
（2）光的波长、频率、能量与动量的关系。
2、难点（1）对光的波粒二象性的深入理解和综合运用。
（2）理解光电效应中光的粒子性表现。
三、知识回顾在学习光的波粒二象性之前，我们先来回顾一下之前所学的关于光的一些知识。
光是一种电磁波，它在真空中以恒定的速度传播，速度约为 3×10^8 米/秒。
光具有波长和频率两个重要的参数，波长和频率之间的关系可以用公式 c ＝λν 表示，其中 c 是光速，λ 是波长，ν 是频率。
同时，我们也知道光可以发生反射、折射等现象。
那么，光仅仅是一种电磁波吗？它还有没有其他的性质呢？四、光的波动性光的波动性最明显的表现就是光的干涉和衍射现象。
干涉现象是指两列或多列光波在空间相遇时，在某些区域相互加强，在另一些区域相互减弱，形成稳定的强弱分布的现象。
最典型的干涉实验就是杨氏双缝干涉实验。
在这个实验中，一束光通过两个相距很近的狭缝，在屏幕上形成了明暗相间的条纹。
这表明光通过双缝后发生了干涉，就像水波通过两个狭缝会发生干涉一样，充分说明了光具有波动性。
衍射现象则是指光在传播过程中遇到障碍物或小孔时，会偏离直线传播，在障碍物或小孔的后方形成光强分布不均匀的现象。
比如，当一束光通过一个很小的圆孔时，在屏幕上会出现一个亮斑，周围还有明暗相间的圆环，这就是光的衍射现象。
光的波动性还可以通过光的偏振现象来进一步证明。
偏振光是指光的振动方向在某个特定方向上具有优势的光。
通过一些特殊的材料，如偏振片，可以筛选出特定偏振方向的光，这也说明了光是一种横波，进一步支持了光的波动性。
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第十七章 波粒二象性 复习教案17.1 能量量子化知识与技能（1）了解什么是热辐射及热辐射的特性，了解黑体与黑体辐射。
（2）了解黑体辐射的实验规律，了解黑体热辐射的强度与波长的关系。
（3）了解能量子的概念。
教学重点：能量子的概念教学难点：黑体辐射的实验规律 教学过程：1、黑体与黑体辐射 （1）热辐射现象 固体或液体，在任何温度下都在发射各种波长的电磁波，这种由于物体中的分子、原子受到激发而发射电磁波的现象称为热辐射。
所辐射电磁波的特征与温度有关。
（2）黑体概念：能全部吸收各种波长的电磁波而不发生反射的物体，称为绝对黑体，简称黑体。
2、黑体辐射的实验规律黑体热辐射的强度与波长的关系：随着温度的升高，一方面，各种波长的辐射强度都有增加，另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。
提出1：怎样解释黑体辐射的实验规律呢？ 在新的理论诞生之前，人们很自然地要依据热力学和电磁学规律来解释。
德国物理学家维恩和英国物理学家瑞利分别提出了辐射强度按波长分布的理论公式。
结果导致理论与实验规律不符，甚至得出了非常荒谬的结论，当时被称为“紫外灾难”。
（瑞利--金斯线，）3、能量子：1900年，德国物理学家普朗克提出能量量子化假说：辐射黑体分子、原子的振动可看作谐振子，这些谐振子可以发射和吸收辐射能。
但是这些谐振子只能处于某些分立的状态，在这些状态中，谐振子的能量并不象经典物理学所允许的可具有任意值。
相应的能量是某一最小能量ε（称为能量子）的整数倍，即：ε， 1ε，2ε，3ε，... n ε，n 为正整数，称为量子数。
对于频率为ν的谐振子最小能量为：0 1 2 3 4 6(μe 实验结果 νεh =这个最小能量值，就叫做能量子。
课件展示：普朗克的能量子假说和黑体辐射公式17.2 光的粒子性知识与技能（1）通过实验了解光电效应的实验规律。
（2）知道爱因斯坦光电效应方程以及意义。
（3）了解康普顿效应，了解光子的动量 教学重点：光电效应的实验规律教学难点：爱因斯坦光电效应方程以及意义 教学过程： 1、光电效应光电效应：在光(包括不可见光)的照射下，从物体发射电子的现象。
发射出来的电子叫做光电子。
2、光电效应的实验规律 （1）光电效应实验光线经石英窗照在阴极上，便有电子逸出----光电子。
光电子在电场作用下形成光电流。
遏止电压：将换向开关反接，电场反向，则光电子离开阴极后将受反向电场阻碍作用。
当 K 、A 间加反向电压，光电子克服电场力作功，当电压达到某一值 Uc 时，光电流恰为0。
Uc 称遏止电压。
根据动能定理，有： （2）光电效应实验规律① 光电流与光强的关系：饱和光电流强度与入射光强度成正比。
② 截止频率νc ----极限频率，对于每种金属材料，都相应的有一确定的截止频率νc ，当入射光频率ν>νc 时，电子才能逸出金属表面；当入射光频率ν <νc 时，无论光强多大也无电子逸出金属表面。
③ 光电效应是瞬时的。
从光开始照射到光电子逸出所需时间<10-9s 。
221c e v m c eU3、光电效应解释中的疑难经典理论无法解释光电效应的实验结果。
经典理论认为，按照经典电磁理论，入射光的光强越大，光波的电场强度的振幅也越大，作用在金属中电子上的力也就越大，光电子逸出的能量也应该越大。
也就是说，光电子的能量应该随着光强度的增加而增大，不应该与入射光的频率有关，更不应该有什么截止频率。
光电效应实验表明：饱和电流不仅与光强有关而且与频率有关，光电子初动能也与频率有关。
只要频率高于极限频率，即使光强很弱也有光电流；频率低于极限频率时，无论光强再大也没有光电流。
光电效应具有瞬时性。
而经典认为光能量分布在波面上，吸收能量要时间，即需能量的积累过程。
4、爱因斯坦的光量子假设 （1）内容光不仅在发射和吸收时以能量为h ν的微粒形式出现，而且在空间传播时也是如此。
也就是说，频率为ν 的光是由大量能量为 E =h ν的光子组成的粒子流，这些光子沿光的传播方向以光速 c 运动。
（2）爱因斯坦光电效应方程在光电效应中金属中的电子吸收了光子的能量，一部分消耗在电子逸出功W0，另一部分变为光电子逸出后的动能 Ek 。
由能量守恒可得出：W 0为电子逸出金属表面所需做的功，称为逸出功。
W k 为光电子的最大初动能。
（3）爱因斯坦对光电效应的解释①光强大，光子数多，释放的光电子也多，所以光电流也大。
②电子只要吸收一个光子就可以从金属表面逸出，所以不需时间的累积。
③从方程可以看出光电子初动能和照射光的频率成线性关系 ④从光电效应方程中，当初动能为零时，可得极限频率：hW c 0=ν 5、康普顿效应（1）光的散射：光在介质中与物质微粒相互作用，因而传播方向发生改变，这种现象叫做光的散射。
（2）康普顿效应1923年康普顿在做 X 射线通过物质散射的实验时，发现散射线中除有与入射线波长相同的射线外，还有比入射线波长更长的射线，其波长的改变量与散射角有关，而与入射线波长和散射物质都无关。
（3）康普顿散射的实验装置与规律：W E h k +=ν按经典电磁理论：如果入射X 光是某种波长的电磁波，散射光的波长是不会改变的！散射中出现0λλ≠的现象，称为康普顿散射。
康普顿散射曲线的特点：① 除原波长0λ外出现了移向长波方向的新的散射波长λ ② 新波长λ随散射角的增大而增大。
波长的偏移为0λλλ-=∆波长的偏移只与散射角ϕ有关，而与散射物质种类及入射的X 射线的波长0λ无关，)cos 1(0ϕλλλλ-=-=∆c c λ = 0.0241Å=2.41×10-3nm （实验值）称为电子的Compton 波长只有当入射波长0λ与c λ可比拟时，康普顿效应才显著，因此要用X 射线才能观察到康普顿散射，用可见光观察不到康普顿散射。
（4）经典电磁理论在解释康普顿效应时遇到的困难 ①根据经典电磁波理论，当电磁波通过物质时，物质中带电粒子将作受迫振动，其频率等于入射光频率，所以它所发射的散射光频率应等于入射光频率。
②无法解释波长改变和散射角的关系。
（5）光子理论对康普顿效应的解释①若光子和外层电子相碰撞，光子有一部分能量传给电子，散射光子的能量减少，于是散射光的波长大于入射光的波长。
②若光子和束缚很紧的内层电子相碰撞，光子将与整个原子交换能量，由于光子质量远小于原子质量，根据碰撞理论， 碰撞前后光子能量几乎不变，波长不变。
③因为碰撞中交换的能量和碰撞的角度有关，所以波长改变和散射角有关。
（6）康普顿散射实验的意义①有力地支持了爱因斯坦“光量子”假设；②首次在实验上证实了“光子具有动量”的假设；③证实了在微观世界的单个碰撞事件中，动量和能量守恒定律仍然是成立的。
（7）光子的能量和动量说明：动量能量是描述粒子的，频率和波长则是用来描述波的展示演示文稿资料：康普顿康普顿的成功也不是一帆风顺的，在他早期的几篇论文中，一直认为散射光频率的改变是由于“混进来了某种荧光辐射”；在计算中起先只考虑能量守恒，后来才认识到还要用动量守恒。
康普顿于1927年获诺贝尔物理奖。
展示演示文稿资料：吴有训对研究康普顿效应的贡献1923年，吴有训参加了发现康普顿效应的研究工作.1925—1926年，吴有训用银的X 射线(0λ=5.62nm) 为入射线，以15种轻重不同的元素为散射物质，在同一散射角( ︒=120ϕ)测量各种波长的散射光强度，作了大量X 射线散射实验。
对证实康普顿效应作出了重要贡献。
点评：应用物理学家的历史资料，不仅有真实感，增强了说服力，同时也能对学生进行发放教育，有利于培养学生的科学态度和科学精神，激发学生的探索精神。
2mc E = νh E =λννhc h c c h mc P ==•==∴22c h m ν=∴17.3粒子的波动性知识与技能（1）了解光既具有波动性，又具有粒子性； （2）知道实物粒子和光子一样具有波粒二象性； （3）知道德布罗意波的波长和粒子动量关系。
教学重点：实物粒子和光子一样具有波粒二象性，德布罗意波长和粒子动量关系。
教学难点：实物粒子的波动性的理解。
教学过程：1、光的波粒二象性讲述光的波粒二象性，进行归纳整理。
（1）我们所学的大量事实说明：光是一种波，同时也是一种粒子，光具有波粒二象性。
光的分立性和连续性是相对的，是不同条件下的表现，光子的行为服从统计规律。
（2）光子在空间各点出现的概率遵从波动规律，物理学中把光波叫做概率波。
2、光子的能量与频率以及动量与波长的关系。
hv =ε λ/h p = λ/h p =＝c v hv //ελ=3、粒子的波动性（1）德布罗意波：实物粒子也具有波动性，这种波称之为物质波，也叫德布罗意波。
（2）物质波波长： ph=λ＝γp E mv h = 各物理量的意:λ为德布罗意波长，h 为普朗克常量，p 为粒子动量4、物质波的实验验证电子波动性的发现者——戴维森和小汤姆逊电子波动性的发现,使得德布罗意由于提出实物粒子具有波动性这一假设得以证实，并因此而获得1929年诺贝尔物理学奖，而戴维森和小汤姆逊由于发现了电子的波动性也同获1937年诺贝尔物理学奖。
电子衍射实验：1927年，两位美国物理学家使电子束投射到镍的晶体上，得到了电子束的衍射图案，从而证实了德布罗意的假设。
除了电子以外，后来还陆续证实了质子、中子以及原子、分子的波动性。
17.4 概率波知识与技能（1）了解微粒说的基本观点及对光学现象的解释和所遇到的问题；（2）了解波动说的基本观点及对光学现象的解释和所遇到的问题；（3）了解事物的连续性与分立性是相对的，了解光既有波动性，又有粒子性；（4）了解光是一种概率波。
教学重点：人类对光的本性的认识的发展过程。
教学难点：对量子化、波粒二象性、概率波等概念的理解。
教学过程：1、光波是概率波（1）光强光的强度指单位时间内到达单位面积的光的能量，也就是明条纹处到达的光子多，暗条纹处到达的光子数少。
（2）概率波伽尔顿板实验实验一：用很弱的光做双缝干涉，暴光时间短，可看到胶片上出现一些无规则分布的点子。
实验二：暴光时间足够长，有大量光子通过狭缝，底片上出现了规则的干涉条纹。
实验一说明：光表现出粒子性，也看到光子的运动与宏观现象中质点的运动不同，没有一定的轨道。
单个光子通过双缝后的落点无法预测。
实验二说明：光的波动性是大量光子表现出来的现象，在干涉条纹中，那些光波强的地方是光子到达机会多的地方或是到达几率大的地方，光波弱的地方是光子到达机会少的地方。
光的波动性可看做是大量光子运动的规律。
思考：是否可以认为光子之间的相互作用使它表现出波动性？实验说明：如果狭缝只能让一个光子通过，得到的照片和上面相同，把一个缝挡住，光屏上不再出现干涉条纹，说明光的波动性不是光子之间相互作用引起的，是光子本身的一种属性。