高中物理 17.1《能量量子化：物理学的新纪元》教学设计 新人教版选修3-5

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1、《能量量子化：物理学的新纪元》教学设计　　【教学目标】 　　一、知识与技能 　　1．了解什么是热辐射及热辐射的特性，了解黑体与黑体辐射。 　　2．了解黑体辐射的实验规律，了解黑体热辐射的强度与波长的关系。 　　3．了解能量子的概念。 　　二、过程与方法 　　了解微观世界中的量子化现象。比较宏观物体和微观粒子的能量变化特点。体会量子论的建立深化了人们对于物质世界的认识。 　　三、情感、态度与价值观 　　领略自然界的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲，乐于探究自然界的奥秘，能体验探索自然规律的艰辛与喜悦。 　　【教学重点】 　　黑体辐射的实验规律

2、；能量子的概念。 　　【教学难点】 　　理解能量量子化假说。 　　【教学方法】 　　教师启发、引导，学生自学、讨论、交流。 　　【教学用具】 　　投影片，多媒体辅助教学设备。 　　【课时安排】 　　1课时。 　　【教学过程】 　　一、引入新课 　　教师：介绍能量量子化发现的背景（课件展示） 　　19世纪末，牛顿定律在各个领域里都取得了很大的成功：在机械运动方面不用说，在分子物理方面，成功地解释了温度、压强、气体的内能。在电磁学方面，建立了一个能推断一切电磁现象的Maxwell方程。另外还找到了力、电、光、声等都遵循的规律──能量转化与守恒定律。当

3、时许多物理学家都沉醉于这些成绩和胜利之中。他们认为物理学已经发展到头了。 　　1900年，在英国皇家学会的新年庆祝会上，著名物理学家开尔文作了展望新世纪的发言：“科学的大厦已经基本完成，后辈的物理学家只要做一些零碎的修补工作就行了。” 　　也就是说：物理学已经没有什么新东西了，后一辈只要把做过的实验再做一做，在实验数据的小数点后面在加几位罢了！ 　　但开尔文毕竟是一位重视现实和有眼力的科学家，就在上面提到的文章中他还讲到： 　　“但是，在物理学晴朗天空的远处，还有两朵令人不安的乌云，……” 　　这两朵乌云是指什么呢？ 　　一朵与黑体辐射有关，另一

4、朵与迈克尔逊实验有关。正是这两朵乌云发展成为一场革命的风暴，浇灌着两朵花蕾，事隔不到一年（1900年底），第一朵绽放出量子论的花瓣，紧接着（1905年）第二朵绽放出相对论的芳香。经典物理学的大厦被彻底动摇，物理学发展到了一个更为辽阔的领域。正可谓“山重水复疑无路，柳暗花明又一村”。 　　点出课题：本节课我们就来体验第一朵鲜花的开放过程：物理学新纪元的到来――能量量子化的发现。 　　二、进行新课 　　1．黑体与黑体辐射 　　思考与讨论： 　　当你坐在火炉旁时有什么感觉？为什么会有这种感觉？（引出热辐射） 　　教师：指导学生阅读教材相应内容（4分钟）

5、并完成以下内容。 　　自学提纲： 　　1．热辐射：周围的一切物体都在辐射           ，这种辐射与物体的　　   有关，所以叫做热辐射。（板书） 　　2．黑体： 　　①某种物体能够      吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，这种物体就是           ，简称       。（板书） 　　②一般材料的物体，辐射的电磁波除与         有关，还与     的种类及     状况有关。 　　点评： 　　（1）热辐射现象。 　　热辐射的主要成分：室温时──波长较长的电磁波；高温时──波长较短的电磁波。 　　例如：铁块 温度↑ 

6、　　从看不出发光到暗红到橙色到黄白色。 　　热辐射解释：大量带电粒子的无规则热运动引起的。物体中每个分子、原子或离子都在各自平衡位置附近以各种不同频率作无规则的微振动，每个带电微粒的振动都会产生变化的电磁场，从而向外辐射各种波长的电磁波，形成连续的电磁波谱。 　　（2）黑体 　　概念：能全部吸收各种波长的电磁波而不发生反射的物体，称为绝对黑体，简称黑体。 　　教师： 　　课件展示黑体模型。  　　不透明的材料制成带小孔的空腔，此小孔可近似看作黑体。如图所示。 　　思考与讨论： 　　一座建设中的楼房还没有安装窗子，尽管室内已经粉刷，如果从远处观察，

7、把室内的亮度与楼房外墙的亮度相比，你会发现什么？为什么？（加深对黑体的理解） 　　点评：从远处看没有安装窗户的大楼时，一方面由于射入的光线反射出来的较少；另一方面由于人站的远，能反射进入的眼睛的光线与外墙相比更少，所以即使墙已经粉刷，看起来也比外墙暗的多。 　　强调：黑体看上去不一定是黑的，只有当其自身辐射的可见光非常微弱时看上去才是黑的；有些可看作黑体的物体由于由较强的辐射，看起来还会很明亮，如炼钢炉口上的小孔，一些发光物体（太阳、白炽灯灯丝）也被当作黑体处理。 　　跟踪练习：（课件展示） 　　1．对黑体辐射电磁波的波长分布有影响的是（ A  

8、） 　　A．温度            B．材料      C．表面状况        D．质量 　　解析：引导学生解释。 　　2．黑体