光的波粒二象性

　　在解釋光現(xiàn)象中，牛頓還多次提出了周期性的概念.而具有周期性，也是波動(dòng)的一個(gè)重要特征.提出波動(dòng)說的惠更斯卻否認(rèn)振動(dòng)或波動(dòng)的周期性.因此，對(duì)牛頓來說，在他的微粒說理論中包含有波動(dòng)說的合理因素.究竟誰是誰非，牛頓認(rèn)為“我只是對(duì)尚待發(fā)現(xiàn)的光和它對(duì)自然結(jié)構(gòu)的那些效果開始作了一些分析，對(duì)它作了幾點(diǎn)提示，而把這些提示留待那些好奇的人們進(jìn)一步去用實(shí)驗(yàn)和觀察來加以證明和改進(jìn).”牛頓的嚴(yán)謹(jǐn)，兼收并蓄的科學(xué)態(tài)度是值得我們學(xué)習(xí)的，恐怕這也是他成為物理學(xué)大師的原因之一.

　　（四）理解光的波粒二象性

　　1、動(dòng)畫（參考媒體資料中的動(dòng)畫“光的波粒二象性”）：當(dāng)我們用很弱的光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，將感光膠片放在屏的位置上，會(huì)看到什么樣的照片呢？為什么會(huì)有這種現(xiàn)象？

分析圖片：

結(jié)論：

　　1、左側(cè)圖片清晰的顯示了光的粒子性.

　　2、光子落在某些條形區(qū)域內(nèi)的可能性較大（對(duì)于波的干涉即為干涉加強(qiáng)區(qū)），說明光子在空間各點(diǎn)出現(xiàn)的可能性的大小可以用波動(dòng)規(guī)律進(jìn)行解釋.

　　得出：光波是一種概率波，概率表征某一事物出現(xiàn)的可能性.

　　2、讓學(xué)生回憶在研究分子熱運(yùn)動(dòng)時(shí)做過的伽爾頓板實(shí)驗(yàn)：

　　教師總結(jié)：伽爾頓板實(shí)驗(yàn)中，單個(gè)小球下落的位置是不確定的,但是它落在中間狹槽的可能性要大一些，即小球落在中間的概率較大.

　　（書中的思考）根據(jù)你的理解，說明概率的意義，舉出幾個(gè)日常生活中的或科學(xué)中的事例，說明哪些事件是個(gè)別出現(xiàn)時(shí)看不出什么規(guī)律，而大量出現(xiàn)時(shí)則顯示出一定的規(guī)律性.

教師總結(jié)：

　　生活中，涉及概率統(tǒng)計(jì)的事件很多，例如：在研究分子熱運(yùn)動(dòng)時(shí)，研究單個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)是毫無意義的，需要研究的是大量分子整體表現(xiàn)出來的規(guī)律，這叫做統(tǒng)計(jì)規(guī)律.

　　4、讓我們換一個(gè)角度思考——仍然考慮雙縫干涉實(shí)驗(yàn)

　　當(dāng)光源和感光膠片之間不可能同時(shí)有兩個(gè)和多個(gè)光子時(shí)，長(zhǎng)時(shí)間曝光得到的照片仍然和光源很強(qiáng)、曝光時(shí)間較短時(shí)一樣，則光的波動(dòng)性不是光子之間的相互作用引起的.

　　結(jié)論：波動(dòng)性是光子本身的一種屬性

（五）方法總結(jié)

　　光既表現(xiàn)出波動(dòng)性，又表現(xiàn)出粒子性，由于微觀世界的某些屬性與宏觀世界不同，而我們的經(jīng)驗(yàn)僅局限于宏觀物體的運(yùn)動(dòng).在生活中找不到一個(gè)既具有粒子性、又具有波動(dòng)性的物理模型幫助我們研究光子的規(guī)律.

　　隨著人類認(rèn)識(shí)的范圍不斷擴(kuò)大，不可能直接感知的事物出現(xiàn)在我們的眼前，需要我們建立新的模型，提出新的理論來進(jìn)行研究，對(duì)于一種模型，只要能與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致，它就能在一定范圍內(nèi)表示所研究對(duì)象的規(guī)律.

四、例題分析（參考備課資料中的典型例題）

五、教學(xué)說明

　　人類對(duì)自然的探索精神，是激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)力.自本節(jié)起，其后的物理各章節(jié)中，包含了大量的物理學(xué)史內(nèi)容.充分利用這些寶貴資料，恰當(dāng)結(jié)合教材內(nèi)容，既能充分激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，又可以自然地對(duì)學(xué)生進(jìn)行辯證唯物主義思想教育，以利于對(duì)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)和創(chuàng)造性精神的培養(yǎng).