第5节　透镜成像公式.ppt

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1、导入新课波和粒子是两种不同的研究对象,具有非常不同的表现,那么,为什么对于光子、电子和质子等粒子又能集它们于一身呢？问题知识回顾光是一种物质，它既具有粒子性，又具有波动性。一个能量为E、动量为p的实物粒子同时具有波动性，动量为P的粒子波长：频率:回顾光的波粒二象性的认识过程1、著名物理学家牛顿支持微粒说.微粒说可以解释光的一些现象.微粒说对有些光学现象的解释感到困难。2、惠更斯提出了波动说。3、19世纪，通过光的干涉、衍射实验和光电效应的发现，最后统一到光既具有波动性，又具有粒子性，即光的波粒二象性。在惠更斯与牛顿的争论中由于他们认识的局

2、限性，认为光子的粒子性和波动性绝对不能统一起来，是相互排斥的.在结论上这是一种错误的绝对的认识论，由光的波粒二象性的发展过程我们可以得出正确的结论就是“亦此亦彼”的观点.结论第四节概率波第十七章波粒二象性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。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。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。了解光是一种概率波。教学目标1、知识与技能领悟什么是概率波了解物理学中物理模型的特点初步掌握科学抽象这种研究方法通过数形结合的学习，认识数学工具在物理科学中的作用2、过

3、程与方法了解在揭示物质波的过程中体现的“亦此亦彼”的认识论.了解这种先进的认识论可以有意识地抛弃落后的“非此即彼”的认识论，从而建立科学的认识观。在物质波理论的学习中，进一步强化有关科学研究的一些基本方法——“实验——理论假设——进一步实验——修正理论或提出新的假设”。解人类的认识都是有一定时期局限性的，没有在一切条件下都适用的真理，人类对真理的认识是在不断发展中完善的。3、情感态度与价值观教学重难点重点实物粒子和光子一样具有波粒二象性，利用公式λ=h/p进行简单计算.难点物质波的概念、通过物质波的概念认识“轨迹”描述的局限，进一步了解牛

4、顿力学的局限性.本节导航一、经典的粒子和经典的波二、概率波一、经典的粒子和经典的波在经典物理学的观念中，，人们形成了一种观念，物质要么具有粒子性，要么具有波动性，非此即彼。任意时刻的确定位置和速度以及空中的确定轨道，是经典物理学粒子运动的基本特征。与经典的粒子不同，经典的波在空间中是弥散开来的，其特征是具有频率和波长，也就是具有时空的周期性。物理学中物质分为电子、质子等实物和电场、磁场等场类的两大类。法国物理学家德布罗意认为运动的物质也有波动性，运动的物质对应的波就叫物质波。由于这一理论是德布罗意提出的，因此也叫德布罗意波。所有的物质都有

5、德布罗意波，只是动量越大其波长越短，波动性越弱，粒子性越强。显而易见，在经典物理学中，波和粒子是两种不同的研究对象，具有非常不同的表现。那么，为什么光和微观粒子既表现有波动性又表现有粒子性的双重属性呢？二、概率波1、德布罗意波的统计解释1926年，德国物理学玻恩（Born，1882—1972）提出了概率波，认为个别微观粒子在何处出现有一定的偶然性，但是大量粒子在空间何处出现的空间分布却服从一定的统计规律。为了了解光波和物质波是什么样的波，还是从波的波粒二象性入手。观察下图的光的双缝干涉实验。实验原理以及结论：从光源s发出的光通过双缝s1

6、和s2后在屏上显示明暗条纹。按照光的波动理论，条纹的明暗表示到达屏上的光的速度不同。按照光子的模型，每个同频光子都带有一份能量，所以条纹明暗的分布应该是到达屏上的光子数目的分布。因此，光的强弱对应于光子的数目，即明纹处到达的光子的数多，暗纹处到达光子数少。这是否可以认为，是光子之间的相互作用使它表现出了波动行，而不是光子本身就具有波动性呢？２、概率波对光的双缝衍射现象的解释：光是一种粒子，它和物质的作用是“一份一份”地进行的.用很弱的光做双缝干涉实验.从光子打在胶片上的位置，我们发现了规律性。曝光量很少时可以清楚地看出光的粒子性。曝光量

7、很大时可以看出粒子的分布遵循波动规律。实验结果表明，如果曝光时间不太长，底片上只出现一些无规则分布的点子，那些点子是光子打在底片上形成的，如果曝光时间足够长，我们无法把它们区分开，因此看起来是连续的.单个光子通过双缝后的落点无法预测,但是研究很多光子打在胶片上的位置,我们发现了规律性:光子落在某些条形区域内的可能性较大.这些条形区域正是某种波通过双缝后发生干涉时振幅加强的区域。这个现象表明，光子在空间各点出现的可能性的大小（概率），正是由于这个原因，1926年德国的物理学家波恩指出：虽然不能肯定某个光子落在哪一点，但由屏上各处明暗不同可知

8、，光子落在各点的概率是不一样的，即光子落在明纹处的概率大，落在暗纹处的概率小。这就是说，光子在空间出现的概率可以通过波动的规律确定，所以，从光子的概念上看，光波是一种概率波。马克斯·玻恩(Ma