高中必修第三册物理《5 能量量子化》获奖说课教案教学设计

能量量子化

【教学目标】

一、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。

二、过程与方法

1．了解微观世界中的量子化现象。

2．比较宏观物体和微观粒子的能量变化特点。

3．体会量子论的建立深化了人们对于物质世界的认识。

三、情感、态度与价值观

1．领略自然界的奇妙与和谐。

2．发展对科学的好奇心与求知欲，乐于探究自然界的奥秘。

3．体验探索自然规律的艰辛与喜悦。

【教学重点】

能量子的概念。

【教学难点】

能量子的概念。

【教学过程】

一、复习提问、新课导入

教师：介绍能量量子化发现的背景：

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？

一朵与黑体辐射有关，另一朵与迈克尔逊实验有关。

然而，事隔不到一年（1900年底），就从第一朵乌云中降生了量子论，紧接着（1905年）从第二朵乌云中降生了相对论。经典物理学的大厦被彻底动摇，物理学发展到了一个更为辽阔的领域。正可谓“山重水复疑无路，柳暗花明又一村”。

点出课题：我们这节课就来体验物理学新纪元的到来――能量量子化。

二、新课教学

（一）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热辐射现象称为热辐射。

（1）概念：我们周围的一切物体，在任何温度下都在辐射各种波长的电磁波，这种辐射与物体的温度有关，所以叫做热辐射。

教师展示铁块温度升高的过程种颜色的变化：

从看不出发光到暗红到橘红到黄白色

再次举例一个20瓦的白炽灯和一个200瓦的白炽灯，20瓦的白炽灯是昏黄色，200瓦的白炽灯接近白色。

说明所辐射电磁波的特征与温度有关。

（2）特征：辐射强度及波长的分布随温度变化；随着温度升高，电磁波的短波成分增加。

教师强调：激光、日光灯发光不是热辐射。

（3）热辐射的主要成分：室温时，波长较长的电磁波；高温时，波长较短的电磁波。

①低温物体发出的是红外光。

②炽热物体发出的是可见光。