1　能量量子化优秀教学设计

《能量量子化》导学案

本节作为本章第1节，是学生了解微观粒子量子化现象的开端，学生要体会建立量子化观点才能正确认识微观现象的本质。学生由前面大量经典物理理论过渡至量子理论，需要转换学习研究问题的思维。

因此在本节进行教学设计时，注意到以下几个方面：课堂导入上，我们从比较前沿的科学热点问题的探讨让学生感受量子物理理论在现阶段取得巨大成就，因而本节课要探讨量子物理的起源。从学生熟知的生活现象入手引出热辐射概念，通过建构理想化物理模型—黑体—来研究黑体的辐射规律，这也体现物理学研究问题的基本思路—从简单到复杂，从特殊到一般。物理学家企图从理论上解释辐射曲线结果遇到一些困难引出“两朵乌云”的趣事，学生可以体会物理学的发展历程：势必是历经很多物理学家的考验质疑，很多物理实验的验证。最后点出本节的核心人物—普朗克，他通过建构能量量子化理论成功解决问题，为巩固学生对本节课的理解以课本和一道高考题考察学生。为进一步认识普朗克的巨大贡献，我们以时间为轴梳理了在这之后量子物理理论如雨后春笋般的迅速发展历程，强化学生对普朗克作为量子论之父的认识。

课前预习

1.关于电磁波，你了解哪些？与静电场有区别吗？

2.电磁波谱这个大家族具体包括哪些？

3.电磁波在真空中传播遵从的基本规律

可见光按照波长由短至长可分为

可见光按照频率由低至高可分为

新课教学

一.导入新课

从两个比较前沿的问题：世界首台光量子计算机以及Google研发光量子处理器展示量子物理获取的巨大成就。

二.关于热辐射

1.冬天我们在火炉边感受到的热，是如何产生的？

传递热量有三种方式，包括

，

，

其中

需要物体直接接触且存在温差；

一般在流体有温差时进行；本节课我们重点研究

；它的发生具体哪些特点？

2.红外相机是与一般相机是不同的，它是如何捕捉画面？

总结：热辐射的定义及特点

3.通过观看铁块冷却的视频，猜想物体进行热辐射可能与哪些因素有关？

4.为了简化对热辐射问题的研究，我们提出一个概念黑体，其定义为

黑体概念引出运用物理学上思想方法

思考：黑体一定是黑的吗？（可以课下具体探讨）

三.黑体辐射的实验规律

根据黑体辐射实验规律曲线，小组讨论，可以得到哪些结论？

1.当温度一定时，

2.当辐射波长一定时，

3.当温度升高时，辐射强度极大值：

四.黑体辐射理论研究研究

1.两位代表性物理学家对黑体辐射问题的研究

2.物理学史上“两朵乌云”的简介

五.普朗克能量子假说

1.普朗克能量量子化假说具体内容：

表达式

微观粒子行为往往表现出

宏观粒子行为往往表现出

，你能举些相关的例子来说明吗？

2.习题

练1: 课本习题第3题

练2（2017北京高考）2017年年初，我国研制的“大连光源”——极紫外自由电子激光装置，发出了波长在100nm（1nm=10-9m）附近连续可调的世界上个最强的极紫外激光脉冲，大连光源因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用。

一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子，但又不会把分子打碎。据此判断，能够电离一个分子的能量约为（

）

A:10-21J

B :10-18J

C :10-15J

D :10-12J 练3（多选题）：黑体辐射的实验规律如图所示，由图可知(

)

A．随温度升高，各种波长的辐射强度都有增加

B．随温度降低，各种波长的辐射强度都有增加

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频率较小的方向移动 3. 普朗克能量量子化理论在物理学史上巨大意义

六.课堂小结

通过本节课的学习，你有哪些收获？

七：教学反思

本节作为本章波粒二象性的第1节，内容不是很多，也没有复杂的定量计算，但是需要讲述的概念比较抽象，像热辐射，黑体，能量子。在教学设计环节，我首先简单介绍电磁波的概念，让学生对频率波长这些有基本的认知；其次充分从学生熟知的现象入手介绍热辐射；通过引入铁块冷却的实验视频弥补课堂实验的空白；关键环节尽可能让学生自己思考总结或者小组讨论，以调动学生学习的积极性；通过回顾“两朵乌云”以及罗列量子物理理论的发展激发学生的学习兴趣，培养学生热爱物理的情怀。总的来说，课堂实施效果还不错。不足之处，部分学生学习热情不高，对概念的理解止于表面。