子片物理结构
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原子物理学教学论文原子物理学教学论文原子物理学教学论文【摘要】本文分析了原子物理学教学现状,在教学内容、教学方法上对原子物理学教学进行了研究和实践。
【关键词】原子物理学教学;教学内容;教学方法0 引言原子物理学是物理学专业的一门重要的专业基础必修课,是继力学、热学、光学和电磁学之后的最后一门普通物理课程。
原子物理学是普通物理的重要组成部分,它属于近代物理[1]。
原子物理学包括原子物理、原子核物理和粒子物理[2]。
原子物理学是20世纪随着量子力学的发展而发展起来的,至今,原子物理学的许多问题仍然是科学研究的前沿问题。
原子物理学是现代科学技术的基础,是连接经典物理与现代物理的桥梁。
学好原子物理学能为后继的量子力学、固体物理等课程打下坚实的理论基础。
因此,学好原子物理学具有十分重要的意义。
本文根据近几年原子物理学教学实践,分析了教学现状,在教学内容、教学方法上对原子物理学教学进行了研究和实践。
1 原子物理学教学现状首先,原子物理学知识抽象、难懂,没有清晰的物理图像。
原子物理学是研究原子的结构、运动规律及相互作用的一门科学。
其研究的物质结构介于分子和原子核之间,线度约为10-10米,用肉眼是根本无法直接观察的,只能在头脑中想象。
学生在学习的过程中普遍反映知识很抽象,摸不着头脑,不像学习力学知识那样,对物体运动有清晰的物理图像。
其次,教材内容过于老化。
20世纪30年代M.Born写了一本《原子物理学》,H.E.White写了一本《原子光谱导论》,这两本书是原子物理学方面的经典之作。
现在的原子物理学教材体系一般遵循Born和White模式,大部分的教材内容都是反映20世纪30年代前后的知识,现代科技知识涉及太少。
讲授理论知识若缺乏实际应用的介绍,将会使知识僵化,知识面狭窄,难以激起学生的学习兴趣。
2 原子物理学教学内容的研究与实践2.1 恰当处理好玻尔理论与量子力学的关系大部分的教材内容一般都是按照原子物理学的发展历史进行编写的。
光学一、光的折射1.折射定律:2.光在介质中的光速:3.光射向界面时,并不是全部光都发生折射,一定会有一部分光发生反射。
4.真空/空气的n等于1,其它介质的n都大于1。
5.真空/空气中光速恒定,为,不受光的颜色、参考系影响。
光从真空/空气中进入介质中时速度一定变小。
6.光线比较时,偏折程度大(折射前后的两条光线方向偏差大)的光折射率n大。
二、光的全反射1.全反射条件:光由光密(n大的)介质射向光疏(n小的)介质;入射角大于或等于临界角C,其求法为.2.全反射产生原因:由光密(n大的)介质,以临界角C射向空气时,根据折射定律,空气中的sin角将等于1,即折射角为90°;若再增大入射角,“sin空气角”将大于1,即产生全反射.3.全反射反映的是折射性质,折射倾向越强越容易全反射。
即n越大,临界角C越小,越容易发生全反射。
4.全反射有关的现象与应用:水、玻璃中明亮的气泡;水中光源照亮水面某一范围;光导纤维(n大的内芯,n小的外套,光在内外层界面上全反射)三、光的本质与色散1.光的本质是电磁波,其真空中的波长、频率、光速满足(频率也可能用表示),来源于机械波中的公式。
2.光从一种介质进入另一种介质时,其频率不变,光速与波长同时变大或变小.3.将混色光分为单色光的现象成为光的色散.不同颜色的光,其本质是频率不同,或真空中的波长不同。
同时,不同颜色的光,其在同一介质中的折射率也不同。
4.色散的现象有:棱镜色散、彩虹。
频率f(或ν)真空中里的波长λ折射率n同一介质中的光速偏折程度临界角C红光大大大紫光大大大原因n越大偏折越厉害发生全反射光子能量发生光电效应双缝干涉时的条纹间距Δx发生明显衍射红光大容易紫光容易大容易原因临界角越小越容易发生全反射波长越大越有可能发生明显衍射四、光的干涉1.只有频率相同的两个光源才能发生干涉。
2.光的干涉原理(同波的干涉原理):真空中某点到两相干光源的距离差即光程差Δs.当时,即光程差等于半波长的奇数倍时,由于两光源对此点的作用总是步调相反,叠加后使此点振动减弱;当时,即光程差等于波长的整数倍,半波长的偶数倍时,由于两光源对此点的作用总是步调一致,叠加后使此点振动加强。
基本粒子什么是粒子物理?物理学是研究物质、能量和它们的相互作用的科学。
物质结构在尺度上和能量上都呈现不同的层次,从宇观到宏观,从宏观的物体到微观的大分子、分子、原子、原子核,一直到夸克...。
物理学研究的发展过程中,逐渐按物质的不同存在形式和不同运动形式产生了许多分支学科,如:天体物理、空间物理、地球物理、固体物理、等离子体物理、凝聚态物理、分子物理、原子物理、原子核物理、粒子物理...。
随着人类对自然界认识的深入,物理学研究不断扩展和深入,各分支学科之间开始互相渗透。
同时,物理学也和其他学科相互渗透产生一系列交叉学科,如:化学物理、生物物理、大气物理、海洋物理、粒子天体物理...。
粒子物理学(又称高能物理学)是物理学的一个分支学科。
其研究对象是比原子核更深层次的微观世界中物质的结构性质,以及在很高的能量下这些物质相互转化的现象、产生这些现象的原因和规律。
物质的构成—原子学说世界是由各种各样的物质组成的如水、二氧化碳、粮食、铜、铁、铝等等都是物质。
物质是由什么构成的呢?公元前4世纪,古希腊学者德谟克利特(Demokritos,约公元前460-前370年)提出了原子学说,他认为万物都是由原子组成的,原子是不可分割的最小微粒(希腊文“原子”的意思是不可分割)。
中国战国时代的学者惠施提出“至小无内,谓之小一”的观点,意思是最小的物质是不可分的。
但是他们都没能说明原子或“最小的单元”具体是什么。
与德谟克利特差不多同时代的古希腊学者亚里士多德等人反对物质的原子观,他们认为物质是连续的,这种观点在中世纪占优势。
原子学说在长达二十个世纪的时期里几乎被人们遗忘。
18世纪中叶,俄国科学家罗蒙诺索夫(Mikhil Vasilievich Lomonosov,1711-1765)(左图)在微粒哲学的基础上阐述了物质结构的概念,他认为物体是由微粒组成的,物体的性质取决于组成物体的微粒的性质,物体的微粒运动的结果产生热。