光得微粒说与波动说

课题:光得微粒说与波动说

一、教学目标:

1、要求知道牛顿与惠更斯关于光得本性得不同说法。

2、要求知道并能理解微粒说与波动说在解释光得直进、反射、折射得成功与困难。

二、教学内容及过程:

前面一章已学过几何光学知识,以光线概念为基础,讨论了光得传播规律,对光得一些性质有了初步了解。如:

1、光在均匀介质中就是沿直线传播得;

2、光照射到两种介质得界面处会发生反射与折射;

3、光得传播速度很大,在真空中为最大,c=3、0×108m/s。

4、光具有能量。

但对于光得本性还没有深一步得探讨。几千年来,人们为了解释这些现象,对于光得本质就是什么,经过粒子说与波动说得变替发展,逐渐认识光得本性——波粒二象性,这就是本章学习得重要内容。这节课我们先来回顾对光得本性认识得曲折历程;然后学习光得干涉、衍射等,证明光具有波动性得实验与现象,进而从理论上认识光得波动性。

引导学生阅读课文“光得微粒说与波动说”。

阅读后小结如下:

(1)17世纪同时出现了两种学说——牛顿得微粒说与惠更斯得波动说;

(2)两种学说对光得现象得解释各有成功与不足之处;

(3)19世纪初从实验中观察到了光得干涉、衍射现象,证明了光具有波动性;

(4) 19世纪末发现了光电效应,证实了光具有粒子性。所以光既具有波动性又具有粒子性。本章就从这两方面来认识光得本性。

(一)人类对光得本性得认识历史

1、光得微粒说:光就是沿直线传播得粒子流,人得视觉就就是光粒子进入人得眼睛引起得,这就是以光得直线传播为基础得模型。

光得微粒说能成功地解释:光得直线传播,光得反射现象以及光得色散现象。但它不能解释光在两种介质得界面上会同时发生反射与折射;更不能解释几束光线交叉相遇后彼此会毫无妨碍地继续向前传播。

2、光得波动说:光就是某种振动以波得形式向外传播:这就是荷兰物理学家惠更斯提出得。(因17世纪,发现光在传播时会偏离直线)

波动说能成功地解释:光同时发生反射与折射,几束光相遇互不相干等现象。但由于当时对光得“波长很短很短”这一点还不清楚,因此对光照射得物体后面会留下清晰得影子还解释不了。即不能解释光得直线传播现象。

微粒说在17世纪与18世纪内占主导地位,其原因有:牛顿得威望,力学得成就使人们思维上产生定势;波动说本身得不完善,当时得实验事实还不能分出谁就是谁非。

直到19世纪初,人们成功地观察到了光得干涉与衍射现象等波得特征,波动说才获得了公认,使光得波动理论得到迅速发展。

3、光得电磁说:随着物理学各方面得发展,麦克斯韦提出了电磁波得理论,进而得出了光就是电磁波得结论,惠更斯得波动说发展到了麦克斯韦得电磁说。

4、光子说:19世纪末,光电效应被发现了(说明现象),这证明了它具有粒子性,波动说在光电效应面前束手无策,人们又认识到光确实具有粒子性(不连续性),爱因斯坦提出了光得量子理论——光子说,从而使人们认识到:光既有波动性,又有粒子性。

5、最后统一到光既有波动性,又具有粒子性(但这种粒子已不再就是牛顿

提出得机械微粒模型了),即光具有波粒二象性。

人们对光得本性得认识史:

微粒说———波动说———电磁说———光子说———波粒二象性

(牛顿) (惠更斯) (麦克斯韦) (爱因斯坦) (公认)

(二)两线线索:

干涉现象

衍射现象

惠更斯得波波动说麦克斯韦

动说(假设) 得到公认得电磁说光得波粒

光电效应

古希腊得牛顿支持爱因斯坦二象性

“触须”说得微粒说得光子说

对立——————————————————>统一

上面得方框图无疑会起到很好得向导作用,引导学生自觉、主动地去寻根问底。同时还能让学生体会到科学得发展就是一代代科学家辛勤劳动得曲折过程,教育学生勤奋好学、刻苦钻研,树立不怕挫折、追求真理、服从真理得求知精神。

本节内容就是本章得引言,除了回顾人类对光得本性得认识过程,指明了学习本章得线索,其中还渗透了科学研究方法与唯物辩证法思想。

1、科学研究方法

惠更斯根据光与机械波有很多相同得性质,提出光得波动说,杨氏双缝干涉实验及光得衍射现象得发现,给了波动说有力得支持,使波动说得到公认,麦克斯韦将光与电磁波进行比较,提出光就是一种电磁波,赫兹用实验成功地证实了光得电磁说。在这过程中,体现了“实验(事实)——理论假设——实验(提供新得事实)——修正理论(甚至建立新得假设)”得科学研究方法。

(光得微粒说发展过程也体现了这一科学研究方法)

2、唯物辩证法思想

(1)从惠更斯得波动说到麦克斯韦得电磁说,从牛顿支持得粒子说到爱因斯坦得光子说,人们对光得本性得认识大大地前进了一步,而光得波粒二象性得提出,使人们对光得本性得认识发生了质得飞跃,体现了由量变到质变这一普遍原理。

(2)光得电磁说、光子说并不就是全盘否定惠更斯得波动说与牛顿支持得微粒说,而就是批判地继承了其观点,就是“扬弃”。

(3)在光得波粒二象性中,波动性与粒子性既对立又统一。

(4)波动说、微粒说得发展道路不就是一帆风顺得,而就是前进中有曲折,在曲折中前进,最后统一在光得波粒二象性之中,体现了认识就是螺旋式上升得。