苏州大学
硕士学位论文
新课程高中物理光学内容研究
姓名：程之颖
postcardanchorpoint申请学位级别：硕士
专业：学科教学·物理
指导教师：张橙华
2010-10
新课程高中物理光学内容研究中文摘要新课程高中物理光学内容研究
中文摘要
新课程改革以来，高中物理课程的内容发生了较大变革，本文着重对高中物理的光学部分内容进行研究。
本文通过对光学的重要地位与作用的研究、高中生光学知识掌握情况和初高中教师光学应用知识的掌握情况调查研究，结合对《普通高中物理课程标准》和《普通中学物理教学大纲》光学内容的比较研究，提出目前高中物理光学内容和要求未达到光学应有的地位，与新课程的理念也有一定差距。继而从一线教师的角度对高中物理光学部分的课程标准和教材提出一些意见和建议，并对现有条件下高中光学教学提出一些设想。旨在为今后课程标准的修改和完善以及新课程教材的修订提供参考；为高中物理教师更好的实施新课程教学，调高教学质量提供一点启发。使广大教师更好的贯彻新课程理念，结合当前课程改革的实际需要和要求，把高中物理光学教学搞好，为提高国民素质、为学生的终身发展打好基础。
天津学历教育
关键词：高中物理；新课程；光学
作者：程之颖
指导教师：张橙华
Abstract 新课程高中物理光学内容研究Study of Optics Contents in Senior High School Physicshey jude中文歌词
初旬的意思
under New Curriculum
Abstract
aet
Since the new curriculum reform, great changes have taken place in the contents of nior high school physics. In this thesis, the optics contents of physics in nior high school were emphasized on. Optics’ position and impact were studied and the surv eys of knowledge of how students learn optics and the teachers learn optical application were carried out. Combining with comparison of the New Criteria for Physics Curriculum Standard of Ordinary High School and physical outline of nior high school, we propo that there still exists a certain gap from the opinion of New Curriculum, not matching with its due position of optics.
Therefore, the purpo of this study is to give some uful suggestions to physics’ optics content and teaching materials in nior high school and rai some assumptions for the optics teaching under the existing condition from the point of the frontier-line teachers, which can provide reference for amending of New Criteria for physics Curriculum and teaching materials; inspiration for attaining the goal of teaching so as to meet the demand of survival developing and studying in the future.
Key words: nior high school physics, New Curriculum,optics
cool coldWritten by Cheng Zhiying
Supervid by Zhang Chenghua
新课程高中物理光学内容研究第一章绪论
第一章绪论
1.1 光学的重要地位与作用
live my life
1.1.1 光学在物理学发展史上重要地位与作用
诺贝尔奖获得者丹尼斯·伽柏说过，“光是物理世界最丰富的信息来源”。人们一睁开眼就会看到光，光现象是人们接触到的非常普遍的物理现象，也是人类最早研究的物理现象之一。光学是一门既古老又现代的学科。综观整个物理学史，光学对推动物理学的发展起着十分重要的作用。大到人类对宇宙的认识——大爆炸理论，小到对微观世界的认识，都以光学知识为基础。
光学的起源也和力学、热学一样，可以追溯到二、三千年前。我国的《墨经》就记载了许多光学现象，例如投影、小孔成像、平面镜、凸面镜、凹面镜等等。西方也很早就有光学知识的记载，欧几里得（Euclid，公元前约330—260）的《反射光学》（Catoptrica）研究了光的反射，阿拉伯学者阿勒·哈增（，965～1038）写过一部《光学全书》，讨论了许多光学现象。
光学真正形成一门科学，应该从建立反射定律和折射定律的时代算起，这两个定律奠定了几何光学的基础。[1]1666年，牛顿通过棱镜把光分解为七色光，后来又确定每种颜色光在单独情况下的折射率。
1671年牛顿制作了第二台反射式望远镜，扩大了天文观测的视野。1672年牛顿发表了《光和色的新理论》。1704年发表了《光学——关于光的反射、折射、弯曲和颜色的论文》，叙述了几何光学的基本原理。牛顿的分光实验以及牛顿环的发现，使光学由几何光学进入了物理光学领域。
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以牛顿为代表的光的微粒说和以惠更斯为代表的波动说的激辩，将人们对光本质的认识推向前进。
队长英语19世纪初，人们从实践中发现了光的干涉、衍射和偏振现象，说明了光的波动性质，与光的微粒说不相容。到19世纪80年代，麦克斯韦提出光是一种波动过程。他发展了光的波动说，用从理论上证明了光的本质就是电磁波。德国物理学家夫琅和费（Joph von Fraunhofer，1787—1826）对太阳光谱进行过细心的观测，1814—1815
第一章绪论新课程高中物理光学内容研究
年，他向慕尼黑科学院展示了自己编绘的太阳光谱图，他又发明了衍射光栅。其后，光谱的性质逐渐被人们认识，并受到了重视。许多人进行过光谱方面的实验，认识到发射光谱与光源的化学成分以及光源的激发方式有密切关系。[1]人们正是从光谱认识到原子内的电子轨道。后来，光谱学的数据为量子力学和光子学的发展奠定了基础。
19世纪末和20世纪初发现了黑体辐射规律和光电效应等另一类光学现象，在解释这些涉及光的产生及
光与物质相互作用的现象时，旧的波动理论遇到了无法克服的困难。对这些问题的研究将人类带入量子光学的领域。1900年，M.普朗克为解决黑体辐射规律问题提出了能量子假设，并得到了黑体辐射的普朗克公式，很好地解释了黑体辐射规律。1905年，阿尔伯特·爱因斯坦提出了光子假设，成功地解释了光电效应。1923年，A.H.康普顿利用光子与自由电子的弹性碰撞过程解释了X射线的散射实验。与此同时，各种光谱仪的普遍使用促进了光谱学的发展，通过原子光谱来探索原子内部的结构及其发光机制导致了量子力学的建立。所有这一切为量子光学奠定了基础。20世纪60年代激光的问世大大地推动了量子光学的发展。激光的卓越特性推进了物理学、化学、生物学的研究，加深了对物质及其运动规律的认识，已经形成并正在形成一些新的学科分支，如量子光学、激光物理学、激光化学、激光生物学等。
19世纪后半叶，光速的精确测定为光速的不变性提供了实验依据。与此同时，电磁理论也为光速的不变性提供了理论依据。1865 年麦克斯韦在《电磁场的动力学理论》一文中，就从波动方程得出了电磁波的传播速度。并且证明，电磁波的传播速度只取决于传播介质的性质。后来以迈克耳孙-莫雷干涉实验为代表的一系列实验为推翻以太的存在，为爱因斯坦最终建立相对论提供了实验基础。
1.1.2 光学在科技发展史上的重要地位与作用
古代人很早就运用光的直线传播原理进行测量和计时。望远镜的发明使人眼延伸到宇宙世界，伽利略
开创了天文学的望远镜时代。成为地理学和天文学上运用的重要工具，显微镜的发明则把人类带向微观领域，显微镜帮助人们发现了细胞，推动生物学也进入新阶段，为生物学的研究提供帮助。它们在20世纪分别发展成为射电望远镜和电子显微镜，前者宏观观测宇宙空间，后者深入微观观测生命现象和分子构造，观测物质的分子原子结构[2]，为人类认识物质世界打开了一扇大门。
