Естествознание 10 класс (Урок№14 - Корпускулярно-волновой дуализм.)
Естествознание 10 класс (Урок№14 - Корпускулярно-волновой дуализм.) Постановка проблемы К концу XIX в. сложилось представление о том, что наш мир состоит из частиц и фундаментальных полей – двух составляющих материи. Однако противоречивость квантового и волнового поведения света продолжало вызывать недоумение у физиков. В 20-е годы XX века появляется революционная теория, которая изменила представление о материи. Эта теория, основанная на экспериментальных фактах, за которой впоследствии закрепилось название квантовая теория, стала описывать частицы и поля единым образом. Такой двойственных характер микрообъектов получил название корпускулярно-волновой дуализм. Цель: - осмысление корпускулярно-волнового дуализма как подтверждения материального единства мира природы. Задачи: - познакомиться с опытами, подтверждающими корпускулярные и волновые свойства света; - уточнить современные представления о структуре атома на основе корпускулярно-волновых свойств электрона. мы узнаем: - в чём заключаются корпускулярные свойства электромагнитных полей; - в чём заключается гипотеза о волновых свойствах частиц (электронов); - при каких условиях проявляются волновые, а при каких корпускулярные свойства частиц вещества и частиц поля; - каков смысл понятия «корпускулярно-волновой дуализм»; мы научимся: - анализировать результаты наблюдения опыта по дифракции света при различной ширине щели и последовательности фотографий при уменьшении экспозиции и интенсивности света; мы сможем: - выстраивать логическую цепь рассуждений и выводить следствия из наблюдений по мысленным экспериментам. Свет (электромагнитные волны) осуществляет распространение энергии порциями – квантами, проявляя наравне с волновыми и квантовые свойства. Электрон (частица вещества) в определённых условиях ведёт себя как волна. Волна, соответствующая определённой частице, определяет вероятность нахождения частицы в данной точке пространства. Всем микрочастицам присущи как корпускулярные, так и волновые свойства. В то же время любую из микрочастиц нельзя считать ни частицей, ни волной в классическом понимании. К корпускулярному и волновому описанию следует относиться как к дополняющим друг друга точкам зрения на один и тот же круг явлений. Единство волновых и корпускулярных свойств, дискретности и непрерывности, т. е. корпускулярно-волновой дуализм, есть общая черта материальных объектов, которой обладают и поля, и все микрочастицы. И это ещё одно доказательство единства материального мира. Принцип преемственности теорий Квантовая теория удовлетворяет принципу преемственности теорий, то есть в предельных случаях переходит в теорию частиц (классическую механику) и теорию поля (классическую электродинамику). Если размеры, ограничивающие движение частиц, много больше сопоставляемой частице волны, то движение частицы описывается законами классической механики. Примером является движение электрона в электронно-лучевой трубке. Однако если состояние поля таково, что в нём имеется большое число фотонов, то поле можно описывать законами классической электродинамики. Например, при распространении радиоволн нет необходимости рассматривать поле как совокупность фотонов.
Естествознание 10 класс (Урок№14 - Корпускулярно-волновой дуализм.) Постановка проблемы К концу XIX в. сложилось представление о том, что наш мир состоит из частиц и фундаментальных полей – двух составляющих материи. Однако противоречивость квантового и волнового поведения света продолжало вызывать недоумение у физиков. В 20-е годы XX века появляется революционная теория, которая изменила представление о материи. Эта теория, основанная на экспериментальных фактах, за которой впоследствии закрепилось название квантовая теория, стала описывать частицы и поля единым образом. Такой двойственных характер микрообъектов получил название корпускулярно-волновой дуализм. Цель: - осмысление корпускулярно-волнового дуализма как подтверждения материального единства мира природы. Задачи: - познакомиться с опытами, подтверждающими корпускулярные и волновые свойства света; - уточнить современные представления о структуре атома на основе корпускулярно-волновых свойств электрона. мы узнаем: - в чём заключаются корпускулярные свойства электромагнитных полей; - в чём заключается гипотеза о волновых свойствах частиц (электронов); - при каких условиях проявляются волновые, а при каких корпускулярные свойства частиц вещества и частиц поля; - каков смысл понятия «корпускулярно-волновой дуализм»; мы научимся: - анализировать результаты наблюдения опыта по дифракции света при различной ширине щели и последовательности фотографий при уменьшении экспозиции и интенсивности света; мы сможем: - выстраивать логическую цепь рассуждений и выводить следствия из наблюдений по мысленным экспериментам. Свет (электромагнитные волны) осуществляет распространение энергии порциями – квантами, проявляя наравне с волновыми и квантовые свойства. Электрон (частица вещества) в определённых условиях ведёт себя как волна. Волна, соответствующая определённой частице, определяет вероятность нахождения частицы в данной точке пространства. Всем микрочастицам присущи как корпускулярные, так и волновые свойства. В то же время любую из микрочастиц нельзя считать ни частицей, ни волной в классическом понимании. К корпускулярному и волновому описанию следует относиться как к дополняющим друг друга точкам зрения на один и тот же круг явлений. Единство волновых и корпускулярных свойств, дискретности и непрерывности, т. е. корпускулярно-волновой дуализм, есть общая черта материальных объектов, которой обладают и поля, и все микрочастицы. И это ещё одно доказательство единства материального мира. Принцип преемственности теорий Квантовая теория удовлетворяет принципу преемственности теорий, то есть в предельных случаях переходит в теорию частиц (классическую механику) и теорию поля (классическую электродинамику). Если размеры, ограничивающие движение частиц, много больше сопоставляемой частице волны, то движение частицы описывается законами классической механики. Примером является движение электрона в электронно-лучевой трубке. Однако если состояние поля таково, что в нём имеется большое число фотонов, то поле можно описывать законами классической электродинамики. Например, при распространении радиоволн нет необходимости рассматривать поле как совокупность фотонов.