高三物理教案 康普頓效應(yīng)

1、高三物理教案 康普頓效應(yīng)康普頓效應(yīng)三維教學(xué)目的1、知識(shí)與技能1理解康普頓效應(yīng)，理解光子的動(dòng)量2理解光既具有波動(dòng)性，又具有粒子性;3知道實(shí)物粒子和光子一樣具有波粒二象性;4理解光是一種概率波。2、過程與方法：1理解物理真知形成的歷史過程;2理解物理學(xué)研究的根底是實(shí)驗(yàn)事實(shí)以及實(shí)驗(yàn)對(duì)于物理研究的重要性;3知道某一物質(zhì)在不同環(huán)境下所表現(xiàn)的不同規(guī)律特性。3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀：領(lǐng)略自然界的奇妙與和諧，開展對(duì)科學(xué)的好奇心與求知欲，樂于探究自然界的奧秘，能體驗(yàn)探究自然規(guī)律的艱辛與喜悅。教學(xué)重點(diǎn)：實(shí)物粒子和光子一樣具有波粒二象性教學(xué)難點(diǎn)：實(shí)物粒子的波動(dòng)性的理解。教學(xué)方法：老師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生討論、交流。教學(xué)用

2、具：投影片，多媒體輔助教學(xué)設(shè)備一引入新課提問：前面我們學(xué)習(xí)了有關(guān)光的一些特性和相應(yīng)的事實(shí)表現(xiàn)，那么我們終究怎樣來認(rèn)識(shí)光的本質(zhì)和把握其特性呢?光是一種物質(zhì)，它既具有粒子性，又具有波動(dòng)性。在不同條件下表現(xiàn)出不同特性，分別舉出有關(guān)光的干預(yù)衍射和光電效應(yīng)等實(shí)驗(yàn)事實(shí)。我們不能片面地認(rèn)識(shí)事物，能舉出本學(xué)科或其他學(xué)科或生活中類似的事或物嗎?二進(jìn)展新課1、康普頓效應(yīng)1光的散射：光在介質(zhì)中與物質(zhì)微?；ハ嘧饔茫虼藗鞑シ较虬l(fā)生改變，這種現(xiàn)象叫做光的散射。2康普頓效應(yīng)1923年康普頓在做 X 射線通過物質(zhì)散射的實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)散射線中除有與入射線波長一樣的射線外，還有比入射線波長更長的射線，其波長的改變量與散射角有關(guān)，

3、而與入射線波長和散射物質(zhì)都無關(guān)。3康普頓散射的實(shí)驗(yàn)裝置與規(guī)律：按經(jīng)典電磁理論：假如入射X光是某種波長的電磁波，散射光的波長是不會(huì)改變的!散射中出現(xiàn) 的現(xiàn)象，稱為康普頓散射?？灯疹D散射曲線的特點(diǎn)： 除原波長 外出現(xiàn)了移向長波方向的新的散射波長 新波長 隨散射角的增大而增大。波長的偏移為波長的偏移只與散射角 有關(guān)，而與散射物質(zhì)種類及入射的X射線的波長 無關(guān)，= 0.0241=2.4110-3nm實(shí)驗(yàn)值稱為電子的Compton波長只有當(dāng)入射波長 與 可比較時(shí)，康普頓效應(yīng)才顯著，因此要用X射線才能觀察到康普頓散射，用可見光觀察不到康普頓散射。4經(jīng)典電磁理論在解釋康普頓效應(yīng)時(shí)遇到的困難根據(jù)經(jīng)典電磁波理論

4、，當(dāng)電磁波通過物質(zhì)時(shí)，物質(zhì)中帶電粒子將作受迫振動(dòng)，其頻率等于入射光頻率，所以它所發(fā)射的散射光頻率應(yīng)等于入射光頻率。無法解釋波長改變和散射角的關(guān)系。5光子理論對(duì)康普頓效應(yīng)的解釋假設(shè)光子和外層電子相碰撞，光子有一部分能量傳給電子，散射光子的能量減少，于是散射光的波長大于入射光的波長。假設(shè)光子和束縛很緊的內(nèi)層電子相碰撞，光子將與整個(gè)原子交換能量，由于光子質(zhì)量遠(yuǎn)小于原子質(zhì)量，根據(jù)碰撞理論， 碰撞前后光子能量幾乎不變，波長不變。因?yàn)榕鲎仓薪粨Q的能量和碰撞的角度有關(guān)，所以波長改變和散射角有關(guān)。6康普頓散射實(shí)驗(yàn)的意義有力地支持了愛因斯坦光量子假設(shè);首次在實(shí)驗(yàn)上證實(shí)了光子具有動(dòng)量的假設(shè);證實(shí)了在微觀世界的單個(gè)

5、碰撞事件中，動(dòng)量和能量守恒定律仍然是成立的。2、光的波粒二象性講述光的波粒二象性，進(jìn)展歸納整理。1我們所學(xué)的大量事實(shí)說明：光是一種波，同時(shí)也是一種粒子，光具有波粒二象性。光的分立性和連續(xù)性是相對(duì)的，是不同條件下的表現(xiàn)，光子的行為服從統(tǒng)計(jì)規(guī)律。2光子在空間各點(diǎn)出現(xiàn)的概率遵從波動(dòng)規(guī)律，物理學(xué)中把光波叫做概率波。3、光的波動(dòng)性與粒子性是不同條件下的表現(xiàn)：大量光子行為顯示波動(dòng)性;個(gè)別光子行為顯示粒子性;光的波長越長，波動(dòng)性越強(qiáng);光的波長越短，粒子性越強(qiáng)。光的波動(dòng)性不是光子之間互相作用引起的，是光子本身的一種屬性。例題：每秒從太陽射到地球上垂直于太陽光的每平方米截面上的輻射能為1.4103J，其中可見光部分約占45%，