最新加拿大课标物理部分.docx
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最新加拿大课标物理部分
加拿大课标物理部分
TheOntarioCurriculumforScience
Grades11and12
——Physics
（原文文件名）
加拿大安大略省科学课程标准
11和12年级
——物理
（中文文件名）
北京师范大学
物理学系科学教育研究中心
翻译：
张薇薇
校对：
郭玉英
物理：
11年级大学预备课程（SPH3U）
本课程发展学生对物理学基本概念的理解。
学生将学习力学定律并探索各种力、能量（机械，声，光，热和电）的数量和形式以及能量转化和转移的方式。
学生将在验证定律、完成作业和解决他们自己探究中产生的问题的过程中培养科学探究技能。
同时也要分析物理和技术之间的相互关系，并考虑基于物理学知识应用的技术对社会和环境造成的影响。
学习准备：
已修十年级学术型科学课程
在本课程中，学生将：
▪通过恰当的选择、使用和存放设备，通过按照工作场所危险物质信息系统（WHMIS）法则来选择和应用操作、存储和处理实验室材料的技术（例如：
在进行实验之前检查所有电气设备的损坏）来理解安全性运作；
▪选择适当的工具并应用这些工具有效而准确的收集观察值和数据（比如：
运用秒表、光栅二极管或者数据记录器来准确的收集数据）；
▪具备设计和开展相关的研究课题实验所需要的技能，如控制主要变量和根据需要调整或拓展实验程序（例如：
探究力、质量和加速度之间的关系）；
▪能独立或作为小组成员使用适当的图书馆和包括网站在内的电子研究工具来查找、选择、分析和整合有关研究课题的信息；
▪会使用合适的格式和处理方式，包括表格、流程图、图形和图表来编译、整理和解释数据（例如：
用图表和图形分析技术解释数据；用光路图解释光学仪器的运作）；
▪能使用适当的科学模型（原理、定律、解说用的设备）来解释和预测自然现象（例如：
利用物质的分子动力学理论来解释热能和它的转化[热量]，利用光线图来预测由透镜产生的图像的位置和性质）；
▪会分析和综合信息来确定要探究的问题，并能使用各种解决问题的技巧来解决问题；
▪选择和使用合适的国际单位制（计量单位的国际单位制或者国际单位制），并在解决问题时应用单位分析技术；
▪能选择和使用适当的数字、符号、图形和语言模式（例如：
代数方程，向量图，光路图，图表，绘图方案，电子表格等）来交流科学思想、计划和实验结果；
▪能使用数据表、实验报告、研究论文和对由于实验的不确定性产生的实验值和理论值的差异的解释来交流具有特定目的的研究过程和结果；
▪会说明任何涉及到小数位或适当数量的有效数字的实验数据的计算结果；
▪能确定并描述与研究的主题领域有关的以科学和技术为基础的职业（例如：
电气工程师，电脑技术员）。
力和运动
总目标
本课程结束后，学生将：
▪理解做直线运动的物体的力和加速度之间的关系；
▪通过实验探究一个净力作用在做直线运动的物体上产生的影响，同时利用图表、隔离体和矢量图进行数量上的分析；
▪描述伽利略和牛顿对理解动力学方面做出的贡献；能评价和描述与运动有关的技术进步；评定社会影响力在交通和安全问题上的作用。
具体目标
对基本概念的理解
本课程结束后，学生将：
-定义和描述力和运动的相关概念和单位（例如：
矢量，标量，位移，匀速运动，瞬时速度和平均速度，匀加速，瞬时加速度和平均加速度，作用力，净力，静摩擦力，动摩擦力，摩擦系数）；
-描述和解释不同种类的运动，能在具体的情境中运用位移，速度和加速度之间的数学关系；
-利用向量图分析各种情况下水平面内的匀速运动；
-明确并描述自然界中的各种基本的力；
-分析并描述位于靠近地球表面和与地球有一定距离的物体所受重力的大小；
-运用隔离体分析并描述作用在物体上的力，能确定物体的加速度；
-陈述牛顿定律，并能应用牛顿定律解释不同情况下物体的运动；
-应用牛顿定律，定量分析物体的质量、加速度与作用在物体上的净力之间的关系。
探究和交流技能的发展
本课程结束后，学生将：
-设计并进行实验来确定影响运动的具体变量（例如：
进行实验来确定影响在表面上滑动的物体的运动的因素）；
-进行实验来验证牛顿第二定律；
-通过手工绘制或电脑画出的图形解释数据的类型和趋势，会推断或者计算变量之间的线性或非线性的关系（例如：
运用位移-时间图像，速度-时间图像，加速度-时间图像分析并解释物体的运动）；
-运用向量图，自由落体图像，匀加速运动公式和牛顿运动定律分析物体的运动。
能把科学与技术、社会、环境相联系
本课程结束后，学生将：
-解释伽利略和牛顿的贡献如何彻底变革了他们所处时代的科学思维，同时为认识运动和力之间的关系提供了基础；
-评估由于运输的需要而设计的技术解决方案，并能运用科学原理解释方案的运作方式（例如：
会分析、设计并解释汽车安全气囊，轮胎上的花纹或刹车系统的运行模式）；
-分析并解释对力和运动的理解和对发展中的政治、经济环境与安全问题，使用运输技术（包括地面和空间飞行器），休闲和运动设备的理解之间的相互关系。
能、功和功率
总目标
本课程结束后，学生将：
▪展示出对功、能（动能，重力势能，热能及其转化[热量]）、能量转换、效率和功率的概念的定性与定量的理解；
▪设计并进行涉及到能量转化和能量守恒定律的实验，并能解决涉及到它们的问题；
▪分析在世界各地使用的各种各样的能源与能源转化技术的成本和效率，并能解释机械能科学原理的应用是如何促进体育与休闲活动的。
具体目标
对基本概念的理解
本课程结束后，学生将:
-定义并描述能、功和功率的相关概念和单位（例如：
能，功，功率，重力势能，动能，热能及其转化[热量]，效率）；
-明确做功需要的条件，会应用功与力和在力方向上的位移的数量关系；
-应用能量守恒定律定性与定量的分析有关功、重力势能、动能、热能及其转化[热量]的简单情境；
-在各种情境中应用功率、能量和时间之间的定量关系；
-定量分析一些能源转化过程中的百分效率、输入能和有效输出能之间的关系。
探究和交流技能的发展
本课程结束后，学生将：
-根据确定和控制主要变量来设计和进行与能量转化有关的实验（例如：
设计和实施实验来确定摆动的钟摆的能量转化并验证能量守恒定律；设计和进行实验判断一个学生的功率）；
-分析并解释有关功、重力势能、动能、热能及其转化[热量]和能量转化效率的实验数据与计算机模拟结果（例如：
钟摆摆动或者一个落\滑锥的运动在能量转化方面的实验数据）；
-运用适当的方法（例如：
口头和书面说明、数字模拟或图形分析、表、图等）来交流与功、机械能、功率、热能及其转化[热量]和能量守恒定律有关的过程、数据和调查结论。
能把科学与技术、社会、环境相联系
本课程结束后，学生将：
-用他们自己的或给定的标准分析世界上的各种能源（例如：
风，潮汐流，流水，太阳，热能及其转化[热量]）和能量转化技术（例如：
水力发电厂和通过其他可再生能源、化石燃料和核电厂产生的能量转化）对经济、社会和环境的影响；
-运用与功、动能和势能、能量守恒定律的相关的原则和概念分析和解释体育表演上的进步（例如：
解释一个撑杆跳或者调高运动员的初始动能的重要性）。
波与声
总目标
本课程结束后，学生将：
▪理解机械波和声的属性，以及机械波和声的产生、传播、相互作用和接收的基本原理；
▪通过实验或者模拟研究机械波和声的属性，并能对预测结果和实际结果进行比较分析；
▪描述并解释自然界中的机械波和声是怎样产生的，能够对利用机械波和声改进的娱乐、健康和安全的技术进行评价。
具体目标
对基本概念的理解
本课程结束后，学生将:
-定义和描述机械波的相关概念和单位（例如：
纵波，横波，循环，周期，频率，振幅，相位，波长，波速，叠加，相消和相长干涉，驻波，共振）；
-分别描述和说明纵波和横波在不同介质中传播的性质，并定量分析它们在不同介质中的传播速度；
-比较在不同介质中的声速，描述温度对声速的影响；
-解释并用图像说明波的叠加原理，并分辨相消干涉和相长干涉的例子；
-分析共振的组成部分，并能明确共振在振动的物体以及各种介质中产生的条件；
-明确驻波的性质，解释机械波和声波中驻波产生的条件；
-解释多普勒效应，定量预测各种情况下频率的改变；
-定量分析空气柱中共振产生的条件，并解释共振如何应用在各种情境中（例如：
定量分析空气柱中共振产生的条件，明确运用空气柱的乐器并能解释不同的音符是怎么产生的）。
探究和交流技能的发展
本课程结束后，学生将：
-画出、分析、测量并解释波在一种介质中传播和从一种介质传播到另一种介质以及波与物质的相互作用过程中波的性质（反射，衍射和干涉，包括引起驻波的干涉）；
-设计并进行实验确定在某种介质中的波速，比较经验值和理论值，并解释两者之间存在差异的原因；
-通过实验分析振动的物体或空气柱中（比如：
弦乐器，音叉，管乐器）产生共振的条件，预测在具体情况下产生共振需要的条件，并通过实验验证这些预测是否正确。
能把科学与技术、社会、环境相联系
本课程结束后，学生将：
-描述怎样将波的性质的知识应用在建筑的设计（比如：
关于声学）和各种技术设备（比如：
乐器，视听和家庭娱乐设备）中，怎样用波的知识解释声音在自然界中的产生和传播以及声音是怎样与自然界中物质作用的（例如：
生物体是如何产生和接收次声波、声音和超声波的）；
-运用给定的标准，分析与人类感知声音有关的设备的有效性（例如：
助听器，耳机，手机）；
-确定不同环境的噪声源（例如：
在公路附近的居民区的交通噪声），会解释怎样把这些噪声减少到可接收的程度（例如：
通过架设高速公路隔音屏障或者使用保护性的耳机能够减少噪声）。
光与几何光学
总目标
本课程结束后，学生将：
▪理解光的性质，光在一种介质传播或者从一种介质传播到另一种介质的原理；
▪通过实验研究光的性质，能通过光路图和代数方程组说明并预测光的行为；
▪评估光学器件和运用光的其他技术的发展在娱乐、通讯和健康等领域的贡献。
具体目标
对基本概念的理解
本课程结束后，学生将:
-定义并描述光的相关概念和单位（例如：
反射，折射，部分反射和折射，折射率，全反射，临界角，焦点，像）；
-描述光的科学模型并利用该模型解释自然现象中的光学效应（例如：
视深，闪烁，海市蜃楼，彩虹）；
-运用斯涅尔定律定性和定量预测光从一种介质到另一种介质时的折射现象；
-运用光路图解释发生全反射需要的条件，分析并描述在哪些情况下条件是满足的；
-在光路图的辅助下描述并解释由透镜形成的像的特点和位置；
-描述会聚透镜和发散透镜对光的作用，并解释为什么各种透镜在特定光学设备中使用；
-定量分析透镜形成的像的特点和位置。
探究和交流技能的发展
本课程结束后，学生将：
-利用光路图演示并说明光在各种介质表面的折射、反射、部分反射和折射、临界角和全反射；
-进行实验验证斯涅尔定律；
-利用光路图和代数方程预测会聚透镜的像的位置和特征，并能通过实验验证预测；
-进行有关光的传播的实验，比较理论值和经验值，并解释两者差异的形成原因（例如：
给定折射率，预测和确定物质的入射的临界角；给定透镜的焦距，预测和确定像的位置和特点）；
-构建、测试并改进光学设备的原型（构建下面中的至少一个：
望远镜，显微镜，双眼望远镜，潜望镜，可以产生闪烁或者海市蜃楼效果的装置）。
能把科学与技术、社会、环境相联系
本课程结束后，学生将：
-描述为了娱乐和文化活动（例如：
在电影院、试听和家庭娱乐设备，在光学幻影中）的像是如何产生与再产生的；
-运用给定的标准分析人类感知光线的设备和程序的有效性（例如：
眼镜，隐形眼镜，虚拟现实“眼镜”，红外线或低光传感器，激光手术）；
-分析、解释并描述通过技术设备产生的光学效应（例如：
潜望镜，双眼望远镜，光纤，回复反射器，照相机，望远镜，显微镜，投影仪）。
电和磁
总目标：
本课程结束后，学生将：
▪理解有关电场、磁场、电磁感应的性质、物理量、原理和规律；
▪通过实验，模拟或构建原型设备展示磁场和电磁感应的性质；
▪明确并描述利用磁场研发的家用技术和工业技术的实例。
具体目标：
对基本概念的理解
在课程结束后，学生将会：
-定义并描述电和磁的相关概念和单位（例如：
电荷，电流，电势，电子流，磁场，电磁感应，能量，功率，千瓦时）；
-描述电路中电流方向的两种方式（例如：
电流[正电荷的移动]，电子流[负电荷的移动]），知道电流是常用的定义方式；
-描述磁场的性质，包括三维特性；
-描述并说明长直导线和螺线管中电流产生的磁场；
-利用右手定则分析并判断长直导线和螺线管中电流产生磁场的方向；
-说明电动机的原理，解释通电导线在磁场中受力的影响因素，利用右手定则判断导线运动；
-定性地分析并描述电磁感应，应用楞次定律和右手定则解释、预测、说明变化的磁场产生的感应电流的方向；
-定性地比较直流电（DC）和交流电（AC），解释交流电在传输电能时的重要意义；
-利用电场和磁场相互作用解释并定量的分析变压器的构造（例如：
描述升压变压器和降压变压器的基本结构，利用电能，电功率，电势差，电流以及初级线圈和次级线圈匝数等概念解决问题）。
探究和交流技能的发展
本课程结束后，学生将：
-进行实验验证磁场的性质（例如：
利用磁盘和铁屑证明磁场的性质）并描述现象；
-根据实验数据解释并说明长直导线和环形电流产生的磁场；
-进行实验确定影响变化磁场产生的电流大小和方向的因素；
-设计、测试并完善一个利用电磁学原理运转的装置的原型（例如：
设计下列装置之一：
电铃，扩音器，电流表，电动机，发电机）。
能把科学与技术、社会、环境相联系
本课程结束后，学生将：
-分析并描述利用磁场原理工作的工业技术和家用技术（例如：
电动机，发电机，家用娱乐设施，计算机，门铃，电话，信用卡）；
-描述磁场技术的发展历史（例如：
电动机和发电机，阴极射线[TV]管，医疗仪器，扩音器，磁信息存储装置）。
物理：
12年级大学预备课程（SPH4U）
本课程将使学生加深对物理学概念和理论的理解。
学生将会进一步探究力学定律和能量转化，并会研究电场、引力场和磁场、电磁辐射以及波粒二象性。
他们将进一步发展探究技能，例如，学习怎样解释实验数据能够提供间接的证据来支持科学模型的发展。
学生也将会考虑应用了物理学的技术对社会和环境的影响。
学习准备：
已修物理11年级大学预备课程
在本课程中，学生将：
▪通过恰当的选择、使用和存储设备，按照工作场所危险物质信息系统（WHMIS）法则来选择和应用掌握、存储和处理实验室材料的技术（例如：
处理放射性物质时穿戴适当的防护服）来理解安全性运作；
▪收集观察结果和数据时，选择适当的工具并能对这些工具进行准确而有效的应用；
▪具有设计和开展相关的研究课题实验所需要的技能，包括控制主要变量和根据需要调整或拓展实验程序（例如：
设计一个实验验证弹簧的力与由此产生的伸长量的关系）；
▪能独立工作和作为小组成员开展工作，以及能使用适当的图书馆和包括网站在内的电子研究工具来查找、选择、分析和整合有关研究课题的信息；
▪会使用合适的格式和处理方式，包括表格、流程图、图形和图表来编译、整理和解释数据（例如：
利用隔离体分析作用在一个物体上的力）；
▪能使用适当的科学模型（原理，定律，解说用的设备）来解释和预测自然现象;
▪能分析和综合信息以确定要探究的问题，并能使用各种解决问题的技巧来解决问题；
▪选择和使用合适的国际单位制，并在解决问题时应用量纲分析技术；
▪能选择和使用适当的数字、符号、图形和语言的表达方式（例如：
代数方程，向量图，光线图，图表，绘图方案，电子表格）来交流科学思想、计划和实验结果；
▪能使用数据表、实验报告、研究论文来交流具有特定目的的调查研究的过程和结果，并能解释实验值和理论值的差异；
▪会用适当的小数位或有效数字表示实验数据的计算结果；
▪能确定并描述与研究领域相关的以科学和技术为基础的职业（例如：
机械工程师，土木工程师，医生，天文学家，空中交通管制员，核物理学家等）。
力与运动：
动力学
总目标
本课程结束后，学生将：
▪分析物体在水平面、竖直面和斜面上的运动情况，能用物体所受的力来预测并解释物体的运动；
▪通过实验或者模拟探究平面上物体的运动，在向量、图表和隔离体的辅助下分析并解决做直线、平抛和圆周运动的物体受力问题；
▪从动力学角度分析包括地面和空间飞行器等技术设备的发展和使用，以及对休闲器材和体育运动的加强作用。
具体目标
对基本概念的理解
本课程结束后，学生将：
-定义并描述动力学的相关概念和单位（例如：
惯性和非惯性参考系）；
-定量分析、预测并解释物体在水平面、竖直面和斜面上的直线运动；
-定量分析、预测并解释抛射体在水平方向和竖直方向的运动以及合运动；
-定量分析、预测并解释在水平面和竖直平面做匀速圆周运动的物体的受力情况；
-区分惯性和加速（非惯性）参考系，能预测各种情况下的速度和加速度；
-描述牛顿的万有引力定律，并定量的运用它解释行星和卫星的运动。
探究和交流技能的发展
本课程结束后，学生将：
-分析实验数据，使用向量、图表、三角形法和力的正交分解法来决定作用在物体上的净力以及由此力造成的运动；
-进行物体在两个方向上运动的实验或者模拟，并且以适当的形式分析并展示数据（例如：
探究物体在水平面或者斜面上的运动；或者一个抛射体的运动）；
-预测一个物体的运动，然后设计并进行实验来验证预测结果（例如：
证实诸如一个抛射体的飞行时间、射程以及最大高度的结果的预测）；
-通过实验研究一个做匀速圆周运动的物体的向心加速度、轨道半径、周期和频率之间的关系，定量分析这些关系，并使用图形来展示它们之间的关系。
能把科学与技术、社会、环境相联系
本课程结束后，学生将：
-对建立在抛体运动和圆周运动的概念和原则基础上的技术进行描述或者建立原型（例如:
建立一个游乐园的模型并解释在它设计后面隐藏的科学原理；运用科学的概念和原则解释离心机怎样分离血液的成分）；
-分析动力学的原理并依据这些原理描述怎样改变人类、物体和车辆的运动（例如：
分析投掷棒球的原理；分析作用在物体上的摩擦力并解释对这些力进行怎样的控制能用到修改物体诸如滑雪板和汽车轮胎的设计上）。
能量和动量
总目标
本课程结束后，学生将：
▪理解功、能量和动量的概念，理解做二维运动的物体的能量守恒定律和动量守恒定律，并能定性与定量的解释它们；
▪通过实验或者模拟研究动量守恒和能量（包括弹性碰撞和非弹性碰撞）守恒定律，并能借助向量、图表和隔离体受力图分析并解决有关问题；
▪分析并描述在日常生活中运用动量和能量守恒定律的各种碰撞和冲击吸收装备的设计和发展。
具体目标
对基本概念的理解
本课程结束后，学生将：
-定义并描述动量和能量的相关概念和单位（例如：
动量，冲量，动能定理，重力势能，弹性势能，热能及其转化[热量]，弹性碰撞和非弹性碰撞，开放和封闭的能量系统，简谐运动）；
-在向量图的辅助下分析一类对象的集合的线动量，并定量应用线性动量守恒定律；
-分析有关机械能、热能及其转化[热量]的概念和能量以及动量守恒定律的情景；
-分辨弹性和非弹性碰撞；
-运用功能定理分析和解释涉及到功和能的通常情况；
-分析影响孤立天体运动的因素，根据需要计算每个系统的重力势能；
-分析孤立的行星和卫星的运动并运用能量和能量转化的形式来描述（例如：
计算推进一个飞船从地球表面脱离地球的引力场所需要的能量；计算围绕地球在一个稳定轨道上运动的卫星的动能和重力势能）；
-陈述并定量分析胡克定律。
探究和交流技能的发展
本课程结束后，学生将：
-通过实验或者模拟和必要的分析程序来探究一维和二维运动的能量守恒和动量守恒（例如：
运用向量图来确定气垫桌上的球的碰撞是弹性还是非弹性碰撞）；
-设计并进行实验来验证涉及到动能、热能及其转化[热量]、重力和弹性势能的系统的能量守恒（例如：
设计并进行实验验证胡克定律；制定标准来确定设计，通过实验来分析一个鸡蛋落下不碎的容器是否有效）。
能把科学与技术、社会、环境相联系
本课程结束后，学生将：
-利用能量和动量的概念和定律，分析并描述能量转化和动量守恒的实际应用（例如：
分析并描述减震器的运作并且概述发生的能量转化；运用科学概念和原理分析并解释为康乐和体育活动而开发的保护性设备的设计；研究和解释一个时钟的运转）；
-识别并分析与车辆发展相关的社会问题（例如：
运用他们自己的或者给定的标准分析汽车安全装置的研制的利与弊）。
电场、引力场和磁场
总目标
本课程结束后，学生将：
▪理解有关电场、引力场、磁力和场的基本概念，原则，定律，并能定性和定量的解释它们；
▪对有关电场、引力场和磁场进行探究，并能解决相关问题；
▪解释有关电场、引力场和磁场的科学知识的发展的证据和理论的作用，能评价并描述场的技术的发展对社会和经济的影响。
具体目标
对基本概念的理解
本课程结束后，学生将：
-定义并描述电场、引力场和磁场的相关概念和单位（例如：
电能和引力势能，电场，引力场强度，磁场，电磁感应）；
-陈述库仑定律和牛顿的万有引力定律，并定性的分析和比较它们；
-在具体的情境中定量的应用库仑定律和万有引力定律；
-通过描述和说明各种情况下场的来源和方向来比较电场、引力场和磁场的性质；
-使用场和向量图定量分析并说明由一个点电荷、两个点电荷、两个带相反电荷的平行板产生的电场和电场力（例如：
利用向量图分析为了平衡平行板之间的一滴油或者乳胶球的重力所需要的电场力的大小）；
-定性描述或者解释带电导体表面和内部存在的电场（例如：
同轴电缆的内部和周围）；
-预测作用在匀强磁场里运动的电荷或者载流导体上的力。
探究和交流技能的发展
本课程结束后，学生将：
-通过收集、分析和解释从实验或者模拟得到的电场、引力场和磁场的实验数据，确定物体和带电粒子的受力以及由此产生的运动（例如：
使用实验收集的数据计算电子的电量；进行实验验证库仑定律并分析理论值和经验值之间差异）；
-分析并解释电场的性质，演示如何将对这些性质的理解应用于控制或者改变导体周围的电场。
能把科学与技术、社会、环境相联系
本课程结束后，学生将：
-解释如何将场的概念发展成一般的科学模型，并描述它是怎样影响科学思维的（例如：
解释场论是如何帮助科学家理解宏观尺度上天体的运动和微观尺度上电磁场中粒子的运动）；
-举出随着科技的发展导致科学理论的提出或者修正的例子，并分析这些发现和理论中涉及到的原理（例如：
分析粒子加速器的运行，并描述使用加速器得到的数据是如何进一步支持基本粒子的科学模型的）；
-应用自己的标准评估建立在有关电场、引力场和磁场科学知识下的技术对社会和经济的影响。
光的波动本质
总目标
本课程结束后，学生将：
▪理解电磁辐射的波的模型，并说明它如何解释衍射、干涉和偏振；
▪通过实验，将光的波动模型和电磁辐射的技术应用（例如：
激光和光纤）与折射、衍射、干涉和偏振现象相联系；
▪分析并利用光的波动模型来解释有关光与颜色的现象，并解释这个模型是如何为发展中的技术设备提供基础的。
具体目标
对基本概念的理解
本课程结束后，学生将：
-定义并解释光的波动本性的相关概念和单位（例如：
衍射，色散，波的干涉，偏振，电磁辐射和电磁光谱）；
-描述电磁辐射是怎样作为一种能量形式产生和传播的，以及它是怎样与物质作用的；
-用图表和草图描述波的干涉现象，并把它定性与定量的应用在光上；
-用图表描述并解释波的衍射现象，并把它定量的应用在光上；
-描述并解释能支持光的波动本性的实验证据（例如：
描述有关杨氏双缝
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