1　能量量子化教学实录

教

案

课题名称

科

目

教学课时

学习者分析

教学目标

物理

动量守恒定律

年级

1 高二

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：

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。

3、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。

新疆昌吉州第一中学

：X-X

集体备课每节课的内容要求：

（一）主备课人说课：

1、教材地位与新旧知识联系；

2、课标和考纲解读，确定本单元和本节课的教和学的目标；

3、利用合适的教法和学法如何设计教学活动；

4、达标预测

（二）教案：书写要求------1、课题名称；2、教学目标及叙写；3、重难点；4、教法学法；5、教学内容与活动设计；6、小结；7、达标习题；(配答案)

8、作业布置；9、问题记录与反思。其中5、7、8要提出不同类型班级的建议。

（三）学案：学案要求：1、课前2分钟内容；2、学习目标展示；3、重难点问题呈现；

4、巩固训练习题；5、达标检测题；6、课外延伸题；

7、问题记录与反思。其中4、5、6要提出不同类型班级的建议。

（四）PPT辅助教学：提前准备情景问题、知识归纳、方法总结、习题训练等。

课前两分钟

教学过程与活动1：热辐射、黑体、黑体辐射

目标叙写

（1）

（2）

（3）

教学重点、重点：能量子的概念

难点

难点：

黑体辐射的实验规律

教法学法

推理、归纳法、举例讲授法以及讲练结合的教学方法

【教学内

教学过程与活动1：热辐射、黑体、黑体辐射

容与活动

教学过程与活动2：黑体辐射的实验规律

的设计】

教学过程与活动3：能量子

教学过程与活动4：针对训练

小

结

小结

达标习题

课件：

对成立条件进行巩固练习：1、2、3、

作业布置

问题记录与反思

X-X教学方案设计

[导学探究]

(1)黑体就是黑色的物体吗？

(2)很多地方用红外线热像仪监测人的体温，只要被测者从仪器前走过，便可知道他的体温是多少？你知道其中的道理吗？

[知识梳理]

1、热辐射

(1)我们周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关，所以叫热辐射．

(2)辐射强度按波长的分布情况是：随物体的温度的升高，热辐射中波长较短的电磁波成分越来越强．室温时，热辐射的主要成分是波长“较长”的电磁波，不能引起人们的视觉。

(3)热辐射与材料种类及表面状况有关．

2、黑体及黑体辐射特点

(1)能够完全吸收各种波长的电磁波而不发生反射，这种物体就是绝对黑体，简称黑体. (2)黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关．而热辐射还与其他因素有关(材料的种类和表面状况)．

[例1] (多选)下列叙述正确的是(

) A.一切物体都在辐射电磁波

1

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

[例2] 判断下列说法的正误．

(1)黑体一定是黑色的物体．( ×

) (2)能吸收各种电磁波而不反射电磁波的物体叫黑体．( √

) (3)只有高温物体才能辐射电磁波．( ×

) (4)温度越高，黑体辐射电磁波的强度越大．( √

)

教学过程与活动2：黑体辐射的实验规律

[导学探究] 1、黑体辐射的强度与什么有关？有怎样的关系？

2、物理学家维思和瑞利在对黑体辐射做出解释时，各在什么区与实验接近，什么区偏离较大？

[知识梳理] 黑体辐射的实验规律

(1)黑体辐射的实验规律：随着温度的升高，一方面，各种波长的辐射强度都有________；另一方面，辐射强度的极大值向波长较______的方向移动. (2)对黑体辐射的解释：维恩公式在________区与实验非常接近，在________区则与实验偏离很大；瑞利公式在长波区与实验基本一致，但在短波区与实验严重不符.由于波长很小的辐射处在紫外线波段，故而由理论得出的这种荒谬结果被认为是物理学理论的灾难，当时称为“紫外灾难”. 3、现实生活中不存在理想的黑体，实际的物体都能辐射红外线(电磁波)，也都能吸收和反射红外线(电磁波)，绝对黑体不存在，是理想化的模型．

[例3] (多选)黑体辐射的实验规律如图1所示，由图可知(

) A.随温度升高，各种波长的辐射强度都增加

B.随温度降低，各种波长的辐射强度都增加

C.随温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动

D.随温度降低，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动

教学过程与活动3：能量子

[导学探究] 普朗克的能量量子化的观点与宏观世界中我们对能量的认识有什么不同？

[知识梳理] 对能量子和能量量子化的认识

1．定义：普朗克认为，振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数

倍，当带电微粒辐射或吸收能量时，也是以这个最小能量值为单位一份一份地辐射或吸收的，这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子．

2．能量子大小：ε＝hν，其中ν是电磁波的频率，h称为普朗克常量．h＝6.626×10－34J·s(一般取h＝6.63×10－34 J·s)．

3．能量的量子化：在微观世界中能量是量子化的，或者说微观粒子的能量是分立的．

4、普朗克假设的意义

①借助于能量的假说，普朗克得出了黑体辐射的强度按____________的公式，与实验符合之好令人击掌叫绝. ②普朗克在1900年能把量子列入物理学，正确地破除了“________________”的传统观念，成为新物理学思想的基石之一. [例4]某激光器能发射波长为λ的激光，那么激光光量子的能量可以取任意值吗？是连续的还是一份一份的？设普朗克常量为h，那么每个激光光量子的能量是多少？如激光发射功率为P，那么每秒钟发射多少个光量子？

答案

光量子的能量不是连续的，而是一份一份的，E＝hcPPλλ.个数n＝E＝hc. 例5 人眼对绿光较为敏感，正常人的眼睛接收到波长为530 nm的绿光时，只要每秒钟有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉.普朗克常量为6.63×10－34 J·s，光速为3.0×108 m/s，则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是(

) A.2.3×10－18 W B.3.8×10－19 W C.7.0×10－10 W D.1.2×10－18 W

教学过程与活动4：针对训练

一、选择题(1～9为单选题) 1.对黑体辐射电磁波的波长分布的影响因素是(

) A.温度 B.材料 C.表面状况 D.以上都正确

2.能正确解释黑体辐射实验规律的是(

) A.能量的连续经典理论

B.普朗克提出的能量量子化理论

C.以上两种理论体系任何一种都能解释

D.牛顿提出的微粒说

3.对于带电微粒的辐射和吸收能量时的特点，以下说法正确的是(

) A.以某一个最小能量值一份一份地辐射或吸收

B.辐射和吸收的能量可以不是某一最小值的整数倍

2

C.吸收的能量可以是连续的

D.辐射和吸收的能量都可以是连续的

4.普朗克常量是自然界的一个基本常数，它的数值是(

) A.6.02×10－23 mol B.6.625×10－3 mol·s C.6.626×10－34 J·s[来源:Zxxk.Com]

D.1.38×10－16 mol·s 5.红、橙、黄、绿四种单色光中，光子能量最小的是(

) A.红光 B.橙光

C.黄光 D.绿光[来源:学科网]

6.已知某种单色光的波长为λ，在真空中光速为c，普朗克常量为h，则电磁波辐射的能量子ε的值为(

)[来源:学#科#网Z#X#X#K]

A.hcλ B.hλ

C.chλ D.以上均不正确

7.某激光器能发射波长为λ的激光，发射功率为P，c表示光速，h为普朗克常量，则激光器每秒发射的光子数为(

) A.λPhc B.hPcPλλc C.h D.λPhc

8.在自然界生态系统中，蛇与老鼠和其他生物通过营养关系构成食物链，在维持生态平衡方面发挥着重要作用.蛇是老鼠的天敌，它是通过接收热辐射来发现老鼠的.假设老鼠的体温约37 ℃，它发出的最强的热辐射的波长为λmin.根据热辐射理论，λmin与辐射源的绝对温度T的关系近似为Tλmin＝2.90×10－3

m·K，则老鼠发出的最强的热辐射的波长为(

) A.7.8×10－5 m B.9.4×10－6 m C.1.16×10－4 m D.9.7×10－8 m[来源:Zxxk.Com]

9.硅光电池是利用光电效应将光辐射的能量转化为电能.若有N个波长为λ0的光子打在光电池极板上，这些光子的总能量为(h为普朗克常量)(

) A.hcλ B.Nhc

0λ0C.Nhλ0 D.2Nhλ0

二、非选择题

10、神光“Ⅱ”装置是我国规模最大的高功率固体激光系统，利用它可获得能量为

2 400 J、波长λ＝0.35 μm的紫外激光.已知普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，则该紫外激光所含光子数为多少？(计算结果保留三位有效数字)

11、小灯泡的功率P＝1 W，设其发出的光向四周均匀辐射，平均波长λ＝10－6 m，求小灯泡每秒钟辐射的光子数是多少？(h＝6.63×10－34 J·s)

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