Тема урока: «Развитие взглядов на природу света. Квантово-волновой дуализм»
Цель:
обобщение знаний учащихся по теме «Волновые и квантовые свойства света»;
подготовка к ЕГЭ путем выполнения заданий части А, В, С КИМов;
формирование информационной компетенции учащихся через самостоятельный поиск учебной информации;
формирование умений учащихся обобщать полученную информацию и оформлять выводы в мультимедийной презентации.
АЗУ
Без света немыслима жизнь человека. Вопрос о том, что такое свет, возник у людей, видимо сразу, как только человек начал размышлять над окружающим его миром. Ответы на этот вопрос были различны, подчас прямо противоположны друг другу. Учащиеся класса подготовили сообщения об истории развития взглядов на природу света. Давайте послушаем их.
2. ФНЗиСД
Поначалу свет отождествляли со зрением, т.е. глазу приписывали свойства источника света (религиозный символ «всевидящее око» изображается в виде глаза, окруженного лучами, т.е. глаз и видит, и сияет). Этот взгляд носит отражение в обыденной терминологии, про свет говорят «режет», «бьёт», «льётся» и в поэзии, у С. Есенина «И брызжет Солнце горстью свой дождик на меня…».
Согласно теории Гюйгенса, свет носит волновой характер. Согласно теории Ньютона, свет – это поток корпускул или частиц. Острая борьба этих теорий привела в 19 веке к победе волновой. Однако в 20 веке волновые представления пришлось синтезировать с квантовыми. Таким образом, свет как объект природы вплоть до прошлого века оставался весьма трудной загадкой.
К 17 веку был накоплен достаточно широкий круг опытных фактов в области оптики. Назрела возможность и необходимость в создания теории света.
Основы волновой теории света были заложены Гюйгенсом. Он считал, что распространение света не связано с переносом материи какими-то частицами, а это и есть волновое движение по аналогии с акустикой. Но в отличие от звука свет может распространяться и в безвоздушном пространстве, значит для его переноса необходимо некоторое вещество – эфир. Гипотеза эфира в то время уже широко использовалась, но эфир разреженная среда, значит световые колебания - продольны.
Идеи Гюйгенса давали возможность объяснить все явления геометрической оптики: отражение, прямолинейное распространение света, преломление, но не могли объяснить интерференцию, дифракцию, дисперсию и поляризацию. Таким образом, волновая теория света не объясняла ни одного сугубо волнового явления. Это и помешало Ньютону признать волновую гипотезу, хотя он и не отрицал возможность волнового объяснения оптических явлений. Ньютон считал, что эфира не существует, а у света корпускулярная природа. Ньютон на основе опытов сумел дать объяснение всем известным к тому времени оптическим явлениям. Поэтому гипотезы Ньютона были господствующими в течение всего 18 и части 19 века.
В первой трети 19 века в физике произошел переворот, Юнг и Френель создали волновую теорию света, выдвинули гипотезу о поперечности света, доказали, что свет – это волна, ввели основное понятие волновой оптики – длину волны.
Новым шагом на пути к разъяснению природы света явилось создание Максвеллом теории электромагнитного поля. Максвелл предположил, что электромагнитные волны распространяются со скоростью света и выдвинул гипотезу о существовании светового явления.
Русскому ученому Лебедеву в 1899г удалось измерить световое давление, что хорошо согласовалось с выводом Максвелла. Открытие давления света требовало признания света самостоятельно существующим материальным объектом, а не процессом, происходящим в эфире.
В начале 20 века (14 декабря 1900г) Планк выступил на заседании Немецкого физического общества, где выдвинул гипотезу о существовании квантов. Т.е. предположил, что световая энергия излучается прерывисто. Чтобы сохранить всю волновую оптику Планк вынужден был считать, что свет испускается квантами, а распространяется в виде волн. Однако волновая теория, несмотря на свои колоссальные успехи в объяснении ряда явлений, не могла объяснить явление фотоэффекта.
Фотоэффект Эйнштейн объяснил, основываясь на идее квантов, считая, что гипотеза Планка справедлива не только для излучения света, но и для распространения. Уравнение Эйнштейна прекрасно объясняло все свойства фотоэффекта, которые не могла объяснить волновая теория. Спустя 6 лет Милликен экспериментально определил постоянную Планка и получил тоже значение, что и Планк в теоретических расчетах, что подтвердило квантовую гипотезу.
Но даже спустя несколько лет многим физикам было трудно смириться с квантовой гипотезой света.
Физик У.Брэгг так писал: «Неужели мы должны считать свет состоящим из корпускул в понедельник, вторник и среду, когда проделываем опыты по фотоэффекту, и представлять его волнами в четверг, пятницу и субботу, когда мы работаем с явлениями интерференции и дифракции».
Соединить прерывность и непрерывность в представлениях о свете значило признать существование в природе единства противоположностей.
Результатом изучения этих проблем явилось утверждение квантово- волнового дуализма. Впоследствии было установлено существование квантово-волнового дуализма у всех элементарных частиц.
А сейчас рассмотрим волновые и квантовые свойства света. Творческая группа в составе Соснина Н., Каримова Е. подготовила презентацию. Давайте ее посмотрим.
ПЗнаП
Итак, в чем же состоит квантово-волновой дуализм?
Сейчас я предлагаю вам написать небольшую работу по текстам ЕГЭ. На столах у вас задания из части А,В,С и бланк ответов. Решайте на черновике, оформляйте решение в бланке.
А сейчас проверим правильность выполнения заданий по кодам правильных ответов.
А теперь закройте глаза. Посмотрите на меня те, кто получил»5», «4», «3».
Оценки за работы я выставлю в журнал после более детальной проверки задания части С.
4. Итог урока.
Итак, на сегодняшнем уроке мы обобщили и систематизировали ваши знания о природе и свойствах света.
Д/з Рымкевич
1в
2в
3в
4в
Всем спасибо.
110
213 333 
