1　能量量子化优秀教学设计

益阳市第十七中物理集体备课

课题

课1课时

时

知识

与技能

第十七章 波粒二象性

第1讲

能量量子化

主备

鲁可桢

审阅修改

陈雄毅

教学修改

教学目标

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

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过程

与方法

识。

情感态度领略自然界的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲，与价值观

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。

教材能量子的概念

重点难点

黑体辐射的实验规律

分析

教法

讲授、讨论

教学学法

投影片，多媒体辅助教学设备

设多媒体课件制作，课前预习学案

想

教具

教学课堂设计

一、导入新课

故事引入：19世纪末页，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？

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教学修改

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二、教学过程

【学生活动】：

在以下问题的引导下，请你阅读教材内容，思考并回答：

【问题1】：什么是热辐射？

（1）热辐射现象

固体或液体，在任何温度下都在发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。

例如：铁块

温度↑

从看不出发光到暗红到橙色到黄白色

从能量转化的角度来认识，是热能转化为电磁能的过程。

【问题2】：什么是黑体？

除了热辐射之外，物体表面还会吸收和反射外界射来的电磁波。不同的物体吸收和反射电磁波的能力是不一样的。

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。

不透明的材料制成带小孔的的空腔，可近似看作黑体。如图所示。

研究黑体辐射的规律是了解一般物体热辐射性质的基础。

黑体模型

【问题3】：黑体辐射的实验规律是什么？

如图所示。

黑体热辐射的强度与波长的关系：随着温度的升高，一方面，各种波长的辐射强度都有增加，另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。

在新的理论诞生之前，人们很自然地要依据热力学和电磁学规律来解释。德国物理学家维恩和英国物理学家瑞利分别提出了辐射强度按波长分布的理论公式。结果导致理论与实验规律不符，甚至得出了非常荒谬的结论，当时被称为“紫外灾难”。

实验结果

e0(,T)

1500K

1700K

1300K1100K

0

1

2

3

4

5

【问题4】：能量子是什么？

(μm)λ

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1900年，德国物理学家普朗克提出能量量子化假说：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，

1ε，2ε，3ε，... nε，n为正整数，称为量子数。

对于频率为ν的谐振子最小能量为

h这个最小能量值，就叫做能量子

（h=6.626×10J.s）

普朗克的能量子假说和黑体辐射公式

课外阅读：黑体辐射公式1900.10.19 普朗克在德国物理学会会议上提出一个黑体辐射公式

-342πh3M(T)2h/kTce1普朗克后来又为这种与经典物理格格不入的观念深感不安，只是在经过十多年的努力证明任何复归于经典物理的企图都以失败而告终之后，他才坚定地相信h的引入确实反映了新理论的本质。

1918年普朗克荣获了诺贝尔物理学奖。

-34他的墓碑上只刻着他的姓名和h=6.626×10J.s 后来，爱因斯坦跨出了真正说明物质世界量子性质的第一步。

三、

活学活用

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

2．一座建设中的房子还没有安装窗子,尽管室内已经粉刷,如果从远处观察,把窗内的亮度与楼房的亮度相比,你会发现什么?为什么? 四、

课堂小结 五、学生活动：

请你小结本节课的内容

六、课后作业：

1.完成P30问题与练习（2）、（3）

板书设计

教后反思

一、黑体与黑体辐射

二、黑体辐射的实验规律

三、能量子

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