1　能量量子化教学创新设计

17.1能量量子化

金堡中学

郑梅湖

物理选修3-5 一、教学目标：

1.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

2.过程与方法

（1）了解微观世界中的量子化现象。比较宏观和微观的能量变化特点。体会量子论的建立

深化了人们对于物质世界的认识。

（2）培养学生的观察能力和逻辑推理能力；

3.情感态度与价值观

（1）渗透物理方法的教育，在研究物理现象的过程中抽象出新的物理思维——能量量子化。

（2）通过量子化的学习，发展对科学的好奇心与求知欲，乐于探究自然界的奥秘，能体验探索的艰辛与喜悦。

二、学情分析：

能量量子化是量子化思维的一部分，可以类比带电量元电荷的量子化来引入教学。但是能量量子化和宏观物体的能量吸收以及平时我们现实世界的理解还是有点出入，所以在引导学生学习上要注意循序渐进，思考和讲解相结合。

三、教学重难点：

重点：

能量子的概念

难点：

黑体辐射的规律

四、教学过程：

导入：

问：平时一句俗语：“说曹操，曹操就到” 为什么会这样？

讲：生物场，辐射（信号）？

推进新课：

一、热辐射

1、热辐射：固体或液体，在任何温度下都在辐射各种波长的电磁波，这种由于物体中的分子、原子受到激发而发射电磁波的现象称为热辐射。所辐射电磁波的特征与温度有关。

固体在温度升高时颜色的变化

直觉:

1

低温物体发出的是红外光

炽热物体发出的是可见光

高温物体发出的是紫外光

2.特点：

1）.分子热运动

物体辐射电磁波,温度不同时 辐射强度/波长分布不同

例如：铁块 温度 从看不出发光到暗红到橙色到黄白色

2）任何物体任何温度均存在热辐射

二. 、黑体与黑体辐射实验规律: 1黑体：能全部吸收各种波长的辐射能而不发生反射，折射和透射的物体称为绝对黑体。

不透明的材料制成带小孔的的空腔,可近似看作黑体。

2、黑体辐射的实验规律

（1）、原理图：

加热空腔使其温度升高，空腔就成了不同温度下的黑体，从小孔向外的辐射就是黑体辐射。

（2）、辐射强度：单位时间内从物体单位面积上所发射的各波长的总辐射能。

（3）、特点：

随温度的升高①各种波长的辐射强度都在增加； ②绝对黑体的温度升高时，辐射强度的最大值向短波方向移动。

2

3、经典物理学所遇到的困难 1)维恩的半经验公式：

短波符合;长波不符合 2)瑞利----金斯公式：

长波符合;短波荒唐 ----紫外灾难

三.能量子：

超越牛顿的发现

辐射黑体分子、原子的振动可看作谐振子，这些谐振子可以发射和吸收辐射能。但是这些谐振子只能处于某些分立的状态，在这些状态中，谐振子的能量并不象经典物理学所允许的可具有任意值。相应的能量是某一最小能量ε（称为能量子）的整数倍，即：ε, 1 ε, 2 ε, 3 ε, ... n ε. n为正整数，称为量子数。

ε=hν

结论：

1、在宏观尺度内研究物体的运动时我们可以认为：物体的运动是连续的,能量变化是连续的,不必考虑量子化

2、在研究微观粒子时必需考虑能量量子化

练习：1. 以下宏观概念中,哪些是“量子化”的? A.物体的长度 B.物体所受的重力 C.物体的动能 D.人的个数

练习：2.下列叙述正确的是（ACD ）

A、一切物体都在辐射电磁波

B、一般物体辐射电磁波的情况只与温度有关

C、黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关

D、黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波

五、小结：

让学生回顾总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，请同学评价黑板上的小结内容。

六、作业：课本p30 1、2、 3题

七、教学反思：

物理思维方法培养是解决问题的根本，是物理教学的根本；学生实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就脱离了根本的轨道。

3