1　能量量子化优质课教案设计

课时：

年 月 日 星期 NO:

课题

教学目标

重点

难点

关键

学情

分析

能量量子化

课型

新授

1.

知识与技能：了解微观世界中的量子化现象，知道量子论的主要内容

2.

过程与方法：合作探究

3.

情感态度与价值观：通过了解经典物理学能量连续性观点在解释“黑体辐射”现象时的失败，体会普朗克提出量子假说的伟大意义

黑体辐射规律

能量量子化

黑体辐射规律

培养思维的灵活性、发散性和创造性

教 学 内 容

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，----”这两朵乌云是指什么呢？一个是黑体辐射实验的结果无法用经典热学和电磁学理论解释另一个是迈克耳孙-莫雷实验证明光的速度与参照系无关.后来的事实证明，正是这两朵乌云发展成为一埸革命的风暴，乌云落地化为一埸春雨，浇灌着两朵鲜花。

经典力学

高速领域

相对论;微观领域

量子力学

教(学)具.资料

投影仪

主导调控

主体活动

问题：如何研究物体的热辐射规律？注意：除了热辐射外，物体表面还会吸收和反射外界射来的电磁波，例如：常温下我们看到的物体颜色就是物体反射了该频率的电磁波，吸收了其他频率的电磁波。一些物体看起来很黑，其实是它吸收所有电磁波，反射的电磁波很弱。

那么：在研究物体时间

一．黑体与黑体辐射：

1.热辐射现象：一切物体在任何温度下都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关，所以叫做热辐射。辐射规律：

1）辐射的电磁波中包含各种波长，不同波长，辐射强度不同。

2）温度升高，辐射强度增大，辐射电磁波的频率和波长也在变化。

2.黑体：理想的热辐射体(无反射波的影响)是“绝对黑体”，简称“黑体”。它在任何温度下都能全部吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射。

在空腔壁上开一个很小的孔，射入小孔的电磁波在

空腔中会发生多次反射和吸收，最终不能从空腔射

出。这个小孔就可以看成一个绝对黑体。

德国物理学家基尔霍夫首先提出了绝对黑体的模型。

说明：①黑体是个理想化的模型。例：开孔的空腔，远处的窗口等可热辐射中，应如何避免反射电磁波近似看作黑体。 ②实验表明：对于一般材料的物体，辐射电磁波的情况除与温的影响？

度有关外，还与材料的种类及表面状况有关，而黑体辐射电

磁波的规律只与黑体的温度有关，因而可以反映某种具有普通意义的客观规律。

3.黑体辐射的实验规律：

①各种波长的辐射强度都随着温度的升高而增加；

②辐射强度的极大值随着温度的升高向波长较短的方向移动。

4.规律分析：

辐射强度

①维恩公式：短波部分与实验结果吻合

得很好，但长波却不行。

②瑞利公式在长波部分与实验结果比较吻合

但在紫外区(波长范围在紫外线附近)竟算

得辐射强度为无穷大，这个荒谬的结论被

认为是物理学理论的灾难，当时称为“紫

λ

外灾难”。

二．能量子：微观粒子的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍，E=nε

（n=1,2,…），这个不可再分的最小能量值ε叫能量子，简称量子。n为正整数，称为量子数。带电微粒吸收和辐射能量时，也是以这个最小能量值为单位一份一份地辐射和吸收的

1.能量子的能量：ε=h （



是辐射吸收的电磁波的频率）

2.普朗克常量:h=6.62610-34 J*S 3.普朗克能量子理论：

意义：普朗克抛弃了经典物理中的能量可连续变化、物体辐射或吸收的能量可以为任意值的旧观点，提出了能量量子化、物体辐射或吸收能量只能一份一份地按不连续的方式进行的新观点。这不仅成功地解决了热辐射中的难题，而且开创物理学研究新局面，标志着人类对自然规律的认识已经从从宏观领域进入微观领域，为量子力学的诞生奠定了基础。

１９０５年，爱因斯坦提出光量子假说，成功地解释了光电效应；１９０６年，他又将量子理论运用到固体比热问题，获得成功；１９１２年，玻尔将量子理论引入到原子结构理论中，克服了经典理论解释原子稳定性的困难，建立了他的原子结构模型，取得了原子物理学划时代的进展；１９２２年，康普顿通过实验最终使物理学家们确认光量子图景的实在性，从而使量子理论得到科学界的普遍承认。科学的发展总是在困难中前进，失败不可怕，它是人类进步的阶梯。

板

书

设

计

一．黑体与黑体辐射：

1.热辐射现象：

2.黑体：

3.黑体辐射的实验规律：

4.规律分析：

二．能量子：

1.能量子的能量：ε=h 

2.普朗克常量:h=6.62610-34 J*S 3.普朗克能量子理论：

课

后

小

结

检查意见：

签字： 月 日