6.3波粒二象性 教学设计-2023-2024学年高二下学期物理教科版（2019）选择性必修第三册

3．波粒二象性

★课标解析

1．课标内容要求。

能根据实验结论说明光的波粒二象性。

2．课标内容解析。

本节要求学生能理解光的波粒二象性，能根据实验结论说明光及实物粒子的波粒二象性，通过对波粒二象性的理解形成对光本性的正确认识。能用爱因斯坦光电效应方程来解释波粒二象性。了解波粒二象性的物理思想，理解波粒二象性是微观物质世界的基本特征，体会物理结论必须接受实践检验的哲学意义，并进一步形成相对完整、科学的物质观念。

★教学目标

1．通过观察不同光强下光的双缝干涉实验图样，理解光的波粒二象性。

2．初步了解概率波，知道光子的能量与动量表达式。

3．通过观察电子衍射实验图样，知道电子的波动性，并进一步了解实物粒子也具有波动性。

4．了解微观世界的量子化特征，并进一步形成相对完整、科学的物质观念。

★教学准备

1．本节教学用1课时。

2．多媒体使用建议。

PPT课件、电脑投影。

3．教学顺序。

（1）通过图片和诗句引入对光本质的思考，引入课题。

（2）光的波粒二象性教学。

（3）德布罗意物质波假说与爱因斯坦的肯定。

（4）电子衍射实验与实物粒子的波动性。

（5）概率波与经典波的差异。

★教学过程

1．引入主题。

教师：大家来观察下面两幅图片，并回答你看到的内容。

体会苏轼的“横看成岭侧成峰，远近高低各不同。不识庐山真面目，只缘身在此山中。”说明了一个什么道理。

学生：从不同的角度去看问题，得出的结论往往是不一样的。

教师：对。要看到事物的全貌，必须要超越狭小的主观成见，客观全面地看待问题。

2．光和实物粒子的波粒二象性。

主题一  光的波粒二象性

活动1  观察和思考不同光强下的干涉图样

教师：关于光到底是波还是粒子，我们先来仔细观察这幅图片。

通过图片，我们发现，弱光下很难想到该图像和光的干涉现象有任何联系，但当光强逐渐增加时能够依稀看到干涉条纹的痕迹，而当光的强度较强时我们能够看到明显的干涉条纹。

    教师：根据这样的对比大家能够得出什么结论？

学生讨论后得出：（1）少数光子通过双缝后在屏上的落点没有规则，显示了光的粒子性。（2）大量光子进入双缝时能够明显看出光的波动规律。

活动2  讨论和总结光的波粒二象性

学生讨论后归纳：虽然不能确定单个光子的落点的确切位置，但大量光子通过狭缝后却遵循一定统计规律。在亮条纹的区域光子到达的机会多，概率更大，在暗条纹的区域光子到达的机会少，概率更小。

教师：可以把光的波动性看成是体现大量光子运动规律的一种概率波。光的波动性与