光的波动性和粒子性

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1、光的波动性和粒子性　教学目标1．让学生了解电磁波谱和光谱的种类及其应用．2．让学生知道光电效应的产生条件和规律；了解电子说：渗透辩证唯物主义的观点和方法．教学重点、难点分析对光电效应四条基本规律的理解及对光电效应现象的解释．教学过程设计教师活动前面我们已经复习了光的干涉现象和衍射现象．光可以产生干涉现象和衍射现象说明了什么呢？学生活动说明光具有波动性．我们在学习机械波时，知道机械波也能发生干涉现象和衍射现象．结合上述两种情况我们能得出什么样的结论呢？干涉现象和衍射现象是波特有的现象．如果我们使用某种方法使电子也能产生衍射图样，那么我们对电子的行为如何认

2、识呢？电子一定具有波动性．很好！请同学们看一看阅读教材．既然光是一种波，那么光波是属于机械波还是属于电磁波？还是独立于机械波、电磁波的另一种波？你们要是科学家对这个问题如何分析？光肯定不是机械波，因为机械波的产生不但要有波源而且还需要介质，光可以在真空中传播不需要介质，因此光不是机械波，所以光不是电磁波，就是一种另外形式的波．现在人们对光波是怎样认识的呢？光是一种电磁波．这个观点是谁提出来的？麦克斯韦．由谁用实验证实的？赫兹．我们知道，电磁波是一个大的家庭，它都有哪些成员呢？无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线．这些成员合起来就构成了电磁

3、波谱．投影（电磁波谱如图4-4-1．）我们这个世界五彩缤纷，都是由于有可见光，但是，可见光在电磁波谱中只是一个很窄的波段．我们观察电磁波谱，能得到什么结论？由左至右，频率越来越大，波长越来越短．在电磁波谱中，各种电磁波的性质不同，因而它们就具有不同的用途，在前面的学习中我们已经学习了关于无线电波、微波的有关知识．下面我们从红外线开始复习．红外线的主要特点是什么？红外线主要特点是热效应，一切物体都在不停地辐射红外线，并且不同的物体辐射红外线的波长和强度不同．红外线的主要用途是什么？（1）利用红外线的热效应对物体进行烘干．（2）利用红外线波长较长，容易发生

4、衍射的特点进行远距离和高空摄影．（3）利用不同物体辐射红外线的波长和强度的不同可以对物体进行远距离探测，这种技术叫红外线遥感．同学们回答的很好，人们对红外线特性的利用远没达到成熟，有待我们进一步开发和利用．现在国外有一种飞机叫做隐形飞机，这种飞机采用多种措施进行隐形，不易被对方的雷达发现，请同学们猜想，它是怎样隐形的呢？多种措施我们还不能完全说出来，但有一条可以肯定，这种飞机必须要减少自身的红外辐射．下面我们来复习有关紫外线的问题．紫外线主要特点和主要用途是什么？紫外线的主要作用是化学作用．一切高温物体发出的光都含有紫外线，紫外线的波长比紫光还短，紫外

5、线有很强的荧光效应，紫外线有杀菌消毒的作用等．下面提一个关于物理学史的问题．世界上第一个获诺贝尔物理学奖的人是谁？伦琴：他为何获奖？发现了X射线，又称伦琴射线．X射线的主要特点和用途是什么？X射线是比紫外线波长还短的电磁波，它的穿透本领很大．X射线穿透物质的本领跟物质的密度有关系，在工业上可以用它来检查金属部件有没有砂眼、裂纹等缺陷，在医学上可以用它来透视人体，检查体内的病变和骨折的情况．比X射线波长更短的电磁波叫做γ射线，它对物体的穿透本领比X射线更强，利用γ射线的穿透作用制成γ射线探伤仪，用来检测金属材料内部伤痕、裂缝、气孔等．利用γ射线穿透金属板

6、的强度变化，可制成金属测厚计来检测金属板的厚度以及镀层的厚度等．不同的电磁波产生的机理不同，它们是如何产生的呢？（1）无线电波是振荡电路中自由电子的周期性运动产生的，这种电路的原理我们学过，就是LC振荡电路．（2）红外线、可见光、紫外线是原子的外层电子受到激发后产生的．（3）X射线是原子的内层电子受到激发后产生的．（4）γ射线是原子核受到激发后产生的．既然它们都是电磁波，它们的行为应服从共同的规律，我们知道的它们服从的共同规律都有哪些呢？它们都能发生干涉和衍射现象，它们在真空中的传播速度都是3.0×108m/s．它们的波长或频率不同，导致它们有哪些不同

7、的特性呢？电磁波谱从左至右频率越来越大，波长越来越短，因此就越不容易发生干涉和衍射现象，但穿透本领却越来越强．从电磁波谱中我们看到，可见光是一种电磁波，它是由原子外层电子受激后产生的．由于不同元素的原子及其电子的运动情况不同，受激后产生的电磁波的频率和波长也是不相同的，这就为我们研究物体的化学成分提供了有力的依据．现在这方面的研究已形成了一个专门的学科——光谱学．下面我们复习关于光谱方面的知识．光谱怎样分类？光谱可分为发射光谱和吸收光谱．其实光谱可分为三类：发射光谱、吸收光谱和散射光谱．在高中阶段只介绍了发射光谱和吸收光谱．什么叫发射光谱？由发光物体直

8、接产生的光谱叫做发射光谱．发射光谱怎样分类？发射光谱包括连续谱和线状谱．教师展示挂图，使学生感