2019-2020年高一物理《第5章经典力学与物理学革命》学案（2）

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1、2019-2020年高一物理《第5章经典力学与物理学革命》学案（2）【课标说明】：1、初步了解微观世界中的量子化现象，知道量子论的主要内容。2、知道宏观物体和微观粒子的能量变化特点，了解光的波粒二象性。3、知道量子论的建立不仅是物理学的革命，也对人类认识世界和科技发展具有重要影响。4、通过了解经典物理学能量连续性观点在解释“黑体辐射”现象时的失败，体会普朗克提出量子假说的伟大意义。4、通过了解“光电效应”实验与经典物理学理论的矛盾，体会爱因斯坦的光子说对光的本性的揭露。5、通过了解光的波粒二象性和氢原子光谱，使学生知道微观世界能量量子化的特征，从而使学生

2、认识到：量子论的观点是作为现代人认识客观世界的重要方法。教学教程：一.黑体辐射：能量子假说的提出1.黑体：如果一个物体能够吸收照射到它上面的全部辐射而无反射，这种物体就叫做黑体。2.黑体辐射：黑体的温度升高时可以辐射出任何频率的电磁波(包括可见光和不可见光)。黑体辐射的实验规律无法用经典物理学的理论解释。3.能量子假说：所谓能量子就是能量的最小单元。微观领域里能量的变化总表现为电磁波的辐射与吸收，不同频率的电磁波其能量子的值不同，表达式为：E=hυ其中，υ是电磁波的频率，h是一个普遍适用的常量，称作普朗克常量。由实验测得h＝6.63×10－34J·s。4

3、.能量的量子化在微观领域里能量的不连续变化，即只能取分立值的现象，叫做能量的量子化。——普朗克的能量子假说不仅解决了黑体辐射的理论困难，而且揭开了物理学上崭新的篇章。二、光电效应现象1、光电效应现象：在光的照射下，物体表面发出电子的现象叫做光电效应。发射出来的电子叫光电子2光电效应规律：1）光电效应的发生几乎是瞬时的，时间不超过10－9s.2）任何金属都有一个能产生光电效应的最低照射光频率，叫做极限频率3）光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大，而与入射光强度无关4）光电流强度与入射光的强度成正比．结论:光电效应的发生与否,与光的强弱无关,与照射埋单

4、长短无关,与光的频率、金属材料的种类有关。3、波动理论在解释光电效应时的矛盾1）波动理论无法解释极限频率2）光电子最大初动能的大小应与光强有关，与频率无关．3）弱光照射时应有能量积累过程，不应瞬时发生三、光子说1、光的波动理论在解释光电效应时遇到了巨大的困难。后来，爱因斯坦在普朗克量子化理论的启发下，提出了光子学说．2、爱因斯坦在1905年提出，在空间中传播的光也不是连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光量子，简称光子．3、光子的能量和频率成正比，光子能量：四、光的波粒二象性1.光的干涉、衍射、偏振现象说明光具有波动性；2.光电效应现象说明光具有粒子性

5、。结论：光既具有波的特性又具有粒子的特性。这就是光的波粒二象性。①在宏观上，大量光子传播往往表现为波动性；②在微观上，个别光子在与其他物质产生作用时，往往表现为粒子性。五、原子光谱：原子能量的不连续1.经典理论与实验的矛盾①经典理论：能量是连续变化的，原子发光的光谱是连续谱。②实验结论：原子发光的光谱是不连续的线状谱—原子光谱。2.原子光谱的解释：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，当原子从一种能量状态变化到另一能量状态时，辐射（或吸收）一定频率的光子，辐射（或吸收）的光子的能量是不连续的。氢原子光谱氢原的能级图结论：量子化现象是微观世界的普遍现象，这

6、与经典理论产生尖锐矛盾。这暴露了经典物理学的局限性（宏观、低速）。从而引发了物理学的革命——量子论的建立，使人类对物质的认识由宏观世界进入微观领域。第四节物理学—人类文明进步的阶梯一.物理学与自然科学——人类文明进步的基石在物理学的基础性研究过程中，形成和发展出来的基本概念、基本理论、基本实验手段和精密的测试方法，已成为其他许多学科的重要组成部分，并产生了良好的效果．这对于天文学、化学、生物学、地学、医学、农业科学甚至经济学都是如此。19世纪末、20世纪初，相对论和量子论的确立是物理学革命的高潮，以物理学革命为先导，带动了化学、生物学、天文学、地质学等学

7、科的理论也都发生了革命性的突破，并形成了一些交叉学科，如物理化学、生物物理、地球物理等等．当前科学中最活跃、最引人注目的课题，如生命科学、宇宙起源、材料科学等等，都与物理学的研究成果和研究方法密切相关．现代物理知识对其他学科的渗透比上个世纪要广泛得多，教师在教学过程中必须拓宽视野，重视物理学与人文科学和其他技术科学知识的交叉与拓宽．二.物理学与现代技术——人类文明进步的推动力物理学的基础性、技术性、思想性使之成为推动人类文明进步的重要力量。1、基础性物理学是基础自然科学。物理学的研究成果和研究方法直接应用于化学、生物、地理、气象等自然科学，大大加速了自然

8、科学的发展和分化独立，甚至形成了新的独立学科或分支学科。如天体物理学、空间物理学