1　能量量子化教学设计范文

目标与要求：

1、

了解黑体辐射，了解能量子的概念以及提出的过程。

2、

通过观察热辐射的强度与波长的关系图象培养学生能力。

3、

了解宏观问题和微观粒子的能量变化特点。

重点与难点：

重点：对黑体辐射能量在不同温度下与波长的关系的研究

难点：理解能量量子化假说

引入新课

：

在19世纪末，牛顿定律在各个领域里都取得了很大的成功：在机械运动方面获得巨大成就。在热学方面，成功地解释了温度、压强、气体的内能。在电磁学方面，建立了能推断一切电磁现象的麦克斯韦方程。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。甚至于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勋爵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，后一辈科学家只要把做过的实验再精确一下，在实验数据的小数点后面再加几位罢了！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。”在《量子力学史话》一文中提到“这两朵小乌云对于物理学来说究竟意味着什么。他们绝对无法想象，正是这两朵不起眼的乌云马上就要给这个世界带来一场前所未有的狂风暴雨，电闪雷鸣，并引发可怕的大火和洪水，彻底摧毁现在的繁华美丽。他们也无法知道，这两朵乌云很快就要把他们从豪华舒适的理论宫殿中驱赶出来，放逐到布满了荆棘和陷阱的原野里去过上几十年颠沛流离的生活。他们更无法预见，正是这两朵乌云，终究会给物理学带来伟大的新生，在烈火和暴雨中实现涅磐，并重新建造起两幢更加壮观美丽的城堡来。一朵与黑体辐射有关，另一朵与迈克尔逊实验有关，也就是光速的问题，对于光速的认识所产生的矛盾已经由爱因斯坦提出的相对论解决。与黑体辐射有关的问题是如何得到解决的，又将导致什么新的发现呢？

我们这节课就来学习“物理学新纪元的到来──能量量子化的发现”。

思考与讨论：1、在火炉旁边有什么感觉？2、投在炉中的铁块一开始是什么颜色？过一会儿又是什么颜色？

一、黑体与黑体辐射

1、热辐射：一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关，叫热辐射。

物体在室温时，热辐射的主要成分是波长较长的电磁波，不能引起人的视觉。当温度升高时，热辐射中较短波长的成分越来越强。例如：给一个铁块加热，铁块依次呈现暗红、赤红、橘红等颜色，直至成为黄白色。（由于分子热运动导致物体辐射电磁波，温度不同，辐射的波长分布不同。）

2、

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。

常温下我们看到的物体的颜色就是反射光所致。一些物体在光线照射下看起来比较黑，那是因为它吸收电磁波的能力较强，而反射电磁波的能力较弱。

3、黑体：如果某种物体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，

这种物体就是绝对黑体，简称黑体。

思考与讨论：一座建设中的楼房还没有安装窗子，尽管窗内已经粉刷，如果从远处观察，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？

4、黑体辐射：对于一般材料的物体，辐射电磁波的情况与温度有关外，还与材料的种类及表面积有关，而黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关。

举例：在空腔壁上开一个很小的孔，射入小孔的电磁波在空腔内表面会发生多次反射和吸收，最终不能从空腔射出，这个小孔就成了一个绝对黑体。