能量量子化 说课稿 教案
问题：如何研究物“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
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
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
度有关外，还与材料的种类及表面状况有关，而黑体辐射电
因而可以反映某种具有普
一．黑体与黑体辐射：二．能量子：
1.能量子的能量：ε
人教版选修35能量量子化第1课时教案
教学课题：第一节能量量子化 教学目标 1、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 2、过程与方法： 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识。 3、情感态度与价值观： 领略自然界的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲，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。 教学重点: 能量子的概念 教学难点: 黑体辐射的实验规律 教学过程： 材料鉴赏： 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”。 --开尔文-- 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。 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。 普朗克量子力学的诞生、相对论问世 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
能量量子化
17．1 能量量子化 高二物理组韦瑜教材分析、学情分析 本节由黑体和黑体辐射、黑体辐射的实验规律和能量子三部分内容组成。对黑体辐射的研究及由此引发的“紫外灾难”是19世纪初物理学天空中的“第三朵乌云”，然而正是在拨开“第二朵乌云”的过程中，物理学终于迎来了量子物理的曙光。本节的重点是对黑体辐射能量在不同温度下与波长关系的研究，难点是如何让学生理解能量量子化假说。对这部分内容，教材是按物理学史的发展展开的，目的是使学生能从前辈大师的工作中体会科学探究的真实过程。 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 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识。 （三）情感、态度与价值观 领略自然界的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲，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。 教学重点 能量子的概念 教学难点 黑体辐射的实验规律 教学方法 教师启发、引导，学生讨论、交流。 教学用具： 投影片，多媒体辅助教学设备 课时安排 1 课时
教学过程 （一）引入新课 教师：介绍能量量子化发现的背景：（多媒体投影，见课件。） 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――能量量子化的发现（二）进行新课 1．黑体与黑体辐射 教师：在了解什么是黑体与黑体辐射之前，请同学们先阅读教材，了解一下什么是热辐射。 学生：阅读教材关于热辐射的描述。 教师：通过课件展示，加深学生对热辐射的理解。并通过课件展示，使学生进一步了解热辐射的特点，为黑体概念的提出准备知识。 （1）热辐射现象
17.1能量量子化：物理学的新纪元教学设计
《17．1 能量量子化：物理学的新纪元》教学设计 徐建强 河南省卢氏县第一高级中学 472200 来自人教网 一、三维目标： （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 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识。 （三）情感、态度与价值观 领略自然界的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲，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。 二、教学重点 黑体辐射的实验规律；能量子的概念 三、教学难点 理解能量量子化假说 四、教学方法 教师启发、引导，学生自学、讨论、交流。 五、教学用具： 投影片，多媒体辅助教学设备 六、课时安排 1 课时 教学设计 （一）引入新课 教师：介绍能量量子化发现的背景：（多媒体投影，见课件。） 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。正是这两朵乌云发展成为一埸革命的风暴，浇灌着两朵花蕾，事隔不到一年（1900年底），第一朵绽放出量子论的花瓣，紧接着（1905年）第二朵绽放出相对论的芳香。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：本节课我们就来体验第一朵鲜花的开放过程：物理学新纪元的到来――能量量子化的发现 （二）进行新课 1．黑体与黑体辐射 思考与讨论： 当你坐在火炉旁时有什么感觉为什么会有这种感觉（引出热辐射） 教师：指导学生阅读教材相应内容（4分钟）并完成以下内容。 自学提纲： 1、热辐射：周围的一切物体都在辐射，这种辐射与物体的 有关，所以叫做热辐射。（板书） 2、黑体： ①某种物体能够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，简称。（板书） ②一般材料的物体，辐射的电磁波除与有关，还与的种类及状况有关。 点评： （1）热辐射现象 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。 例如：铁块温度↑ 从看不出发光到暗红到橙色到黄白色 热辐射解释：大量带电粒子的无规则热运动引起的。物体中每个分子、原子或离子都在各自平衡位置附近以各种不同频率作无规则的微振动，每个带电微粒的振动都会产生变化的电磁场，从而向外辐射各种波长的电磁波，形成连续的电磁波谱。
第十七章 波粒二象性 复习教案讲课教案
第十七章 波粒二象性 复习教案 17.1 能量量子化 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。 教学重点：能量子的概念 教学难点：黑体辐射的实验规律 教学过程： 1、黑体与黑体辐射 （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。 （2）黑体 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。 2、黑体辐射的实验规律 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。 提出1：怎样解释黑体辐射的实验规律呢？ 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”。（瑞利--金斯线，） 3、能量子： 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，... n ε，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： 0 1 2 3 4 6 (μ e 实验结果
高中物理《波尔的原子模型》优秀教学设计
第三节 波尔的原子模型
三维教学目标
1、知识与技能 （1）了解玻尔原子理论的主要内容； （2）了解能级、能量量子化以及基态、激发态的概念。 2、过程与方法：通过玻尔理论的学习，进一步了解氢光谱的产生。 3、情感、态度与价值观：培养我们对科学的探究精神，养成独立自主、勇于创新的精神。
教学重点：玻尔原子理论的基本假设。 教学难点：玻尔理论对氢光谱的解释。 教学方法：教师启发、引导，学生讨论、交流。 （一）引入新课
提问： （1）α 粒子散射实验的现象是什么？ （2）原子核式结构学说的内容是什么？ （3）卢瑟福原子核式结构学说与经典电磁理论的矛盾？
b5E2RGbCAP
电子绕核运动（有加速度）
辐射电磁波
频率等于绕核运行的频率
能量减少、轨道半径减少
频率变化
电子沿螺旋线轨道落入原子核
原子光谱应为连续光谱 （矛盾：实际上是不连续的亮线）
原子是不稳定的 （矛盾：实际上原子是稳定的）
为了解决上述矛盾，丹麦物理学家玻尔，在 1913 年提出了自己的原子结构假说。
（二）进行新课 1、玻尔的原子理论
（1）能级（定态）假设：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并
不向外辐射能量。这些状态叫定态。 （本假设是针对原子稳定性提出的）p1EanqFDPw （2）跃迁假设：原子从一种定态（设能量为 En）跃迁到另一种定态（设能量为 Em）时，它辐射（或吸收）一定频率的光子， 光子的能量由这两种定态的能量差决定，即 h? （本假设针对线状谱提出）DXDiTa9E3d ? Em ? En （h 为普朗克恒量）
（3）轨道量子化假设：原子的不同能量状态跟电子沿不同的圆形轨道绕核运动相对应。原子的定态是不连续的，因此电子的 可能轨道的分布也是不连续的。 （针对原子核式模型提出，是能级假设的补充）RTCrpUDGiT
2、 玻尔根据经典电磁理论和牛顿力学计算出氢原子的电子的各条可能轨道半径和电子在各条轨道上运动时 的能量（包括动能和势能）公式：5PCzVD7HxA
轨道半径： rn
? n 2 r1
n=1，2，3……能
量：
En ?
1 E1 n2
n=1，2，3……式中 r1、E1、分别代表第一条（即
离核最近的）可能轨道的半径和电子在这条轨道上运动时的能量，rn、En 分别代表第 n 条可能轨道的半径和电子在第 n 条轨 道上运动时的能量，n 是正整数，叫量子数。jLBHrnAILg
3、氢原子的能级图
从玻尔的基本假设出发，运用经典电磁学和经典力学的理论，可以计算氢原子中电子的可能轨道半径和相应的能量。
xHAQX74J0X
（1）氢原子的大小：氢原子的电子的各条可能轨道的半径 rn： rn=n r1， r1 代表第一条（离核最近的一条）可能轨道的半径 r1=0.53×10 例如：n=2， r2=2.12×10
-10 -10
2
m
m
（2）氢原子的能级： 原子在各个定态时的能量值 En 称为原子的能级。它对应电子在各条可能轨道上运动时的能量 En（包括动能和势能） En=E1/n
2
n=1，2，3， · · · · · ·LDAYtRyKfE
E1 代表电子在第一条可能轨道上运动时的能量，E1=-13.6eV 注意：计算能量时取离核无限远处的电势能为零，电子带负电，在正电荷的场中为负值，电子的动能为电势能绝对值的一半， 总能量为负值。Zzz6ZB2Ltk 例如：n=2，E2=-3.4eV， n=3，E3=-1.51eV， n=4，E4=-0.85eV，……dvzfvkwMI1
氢原子的能级图如图所示：
4、玻尔理论对氢光谱的解释
高中物理选修3-5教学设计 2.3 玻尔的原子模型 教案
2.3 玻尔的原子模型 知识与技能 （1）了解玻尔原子理论的主要内容； （2）了解能级、能量量子化以及基态、激发态的概念。 过程与方法：通过玻尔理论的学习，进一步了解氢光谱的产生。 情感、态度与价值观：培养我们对科学的探究精神，养成独立自主、勇于创新的精神。 教学重点：玻尔原子理论的基本假设。 教学难点：玻尔理论对氢光谱的解释。 教学方法：教师启发、引导，学生讨论、交流。 课时安排 2课时 教学过程 引入新课: 1、α粒子散射实验的现象是什么？ 2、原子核式结构学说的内容是什么？ 3、卢瑟福原子核式结构学说与经典电磁理论的矛盾 教师：为了解决上述矛盾，丹麦物理学家玻尔，在1913年提出了自己的原子结构假说。 新课教学: 1、玻尔的原子理论 （1）能级（定态）假设：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量。这些状态叫定态。（本假设是针对原子稳定性提出的） （2）跃迁假设：原子从一种定态（设能量为E n ）跃迁到另一种定态（设能量为E m ）时，它辐射（或吸收）一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定，即 n m E E h -=ν（h 为普朗克恒量）（本假设针对线状谱提出） （3）轨道量子化假设：原子的不同能量状态跟电子沿不同的圆形轨道绕核运动相对应。原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道的分布也是不连续的。（针对原子核式模型提出，是能级假设的补充）2.玻尔根据经典电磁理论和牛顿力学计算出氢原子的电子的各条可 能轨道半径和电子在各条轨道上运动时的能量（包括动能和势能）公式：轨道半径： 12r n r n =
能量量子化教学设计
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。
物理新人教版选修3 5 171能量量子化物理学的新纪元教案
第十七章波粒二象性 新课标要求 1．内容标准 （1）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识。 （2）通过实验了解光电效应。知道爱因斯坦光电效应方程以及意义。 （3）了解康普顿效应。 （4）根据实验说明光的波粒二象性。知道光是一种概率波。 （5）知道实物粒子具有波动性。知道电子云。初步了解不确定性关系。 （6）通过典型事例了解人类直接经验的局限性。体会人类对世界的探究是不断深入的。 例1 通过电子衍射实验，初步了解微观粒子的波粒二象性，体会人类对于物质世界认识的不断深入。 2．活动建议 阅读有关微观世界的科普读物，写出读书体会。 新课程学习 17．1 能量量子化：物理学的新纪元 ★新课标要求 （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 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识。 （三）情感、态度与价值观 领略自然界的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲，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。 ★教学重点 能量子的概念 ★教学难点 黑体辐射的实验规律 教学方法★． 教师启发、引导，学生讨论、交流。 ★教学用具： 投影片，多媒体辅助教学设备 ★课时安排 1 课时
★教学过程 （一）引入新课 教师：介绍能量量子化发现的背景：（多媒体投影，见课件。） 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――能量量子化的发现 （二）进行新课 1．黑体与黑体辐射 教师：在了解什么是黑体与黑体辐射之前，请同学们先阅读教材，了解一下什么是热辐射。 学生：阅读教材关于热辐射的描述。 教师：通过课件展示，加深学生对热辐射的理解。并通过课件展示，使学生进一步了解热辐射的特点，为黑体概念的提出准备知识。 （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。 （2）黑体 教师：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。
光电效应(教学设计)
光电效应 一、基本知识点 1、热辐射：我们周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关，所以叫热辐射。 （1）、物体在任何温度下都会辐射电磁波，温度不同，所辐射电磁波的频率、强度也不同。当物体温度较低时，热辐射的主要成分是波长较长的电磁波（在红外线区域），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，可见光所占份额增大，如燃烧的炭块会发出醒目的红光。 （2）、绝对黑体：在热辐射的同时，物体表面还会吸收和反射外界射来的电磁波。如果一个物体能够完全吸收投射到其表面的各种波长的电磁波而不发生反射，这种物质就是绝对黑体，简称黑体。 （3）、黑体辐射的实验规律 ①、对于一般材料物体，辐射的电磁波除与温度 有关外，还与材料的种类及表面状况有关； ②、黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑 体温度有关； ③、随着温度的升高，一方面黑体辐射各种波长 的电磁波的本领增加； ④、另一方面辐射强度的极大值向波长较短的方 向移动。 （3）、普朗克能量量子化假设 ①、能量子：黑体的空腔壁是由大量振子组成的；其能量只能是某一最小能量值ε的整数倍。 ②、当振子辐射或吸收能量时，也是以这个最小能量值为单位一份一份进行。这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子，νεh =，其中ν是电磁波的频率，h 为普朗克常量（s J h ??=-341063.6） （4）、能量量子化：在微观世界里，能量不能连续变化只能取分立值，这种现象叫能量量子化。 （5）、普朗克的能量子假说的意义：传统电磁理论认为光是一种电磁波，能量是连续的，能量大小决定于波的振幅和光照时间。普朗克为了克服经典物理学对黑体辐射现象解释的困难而提出了能量子假说，使人类对微观世界的本质有了新的认识，对现代物理学的发展产生了革命性的影响。 2、光电效应 （1）、光电效应现象： ①、赫兹最早发现了光电效应现象； ②、定义：在光的照射下物体发射电子的现象， 叫做光电效应，发射出来的电子叫光电子。 ③、光电效应实质：光现象 电现象 定义中的光包括不可见光和可见光 ④、使锌板发射出电子的光是弧光灯中紫外线。
2019-2020年高中物理 17.1《能量量子化：物理学的新纪元》教学设计 新人教版选修3-5
2019-2020年高中物理 17.1《能量量子化：物理学的新纪元》教学设计新 人教版选修3-5 【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 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识。 三、情感、态度与价值观 领略自然界的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲，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。 【教学重点】 黑体辐射的实验规律；能量子的概念。 【教学难点】 理解能量量子化假说。 【教学方法】 教师启发、引导，学生自学、讨论、交流。 【教学用具】 投影片，多媒体辅助教学设备。 【课时安排】 1课时。
【教学过程】 一、引入新课 教师：介绍能量量子化发现的背景（课件展示） 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。正是这两朵乌云发展成为一场革命的风暴，浇灌着两朵花蕾，事隔不到一年（1900年底），第一朵绽放出量子论的花瓣，紧接着（1905年）第二朵绽放出相对论的芳香。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”。
原子物理学教案ATOMIC3
第三章 量子力学导论 ? 问题的提出 玻尔理论的成功、历史评价、困难。 比如:卢瑟福的质疑、薛定谔的非难。 “当电子从一个能态跳到另一能态时，您必须假设电子事先就知道它要往那里跳”。 “电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，按照相对论，它的速度不能无限大，即不能超过光速，因此它必须经历一段时间。在这一段时间里，电子已经离开E 1态，尚未到达E 2态，那时电子处在什么状态呢？” ? 问题的解决（量子力学的基本概念） 波粒二象性（De-broglie 波假设）p h = λ、 不确定关系h x p ≥ΔΔ、波函数Ψ统计解释2Ψ。 De-Broglie 在1929年领取Nobel 奖时说：“一方面，并不能认为光的量子论是令人满意的，因为它依照方程E=hv 定义了光粒子的能量，而这个方程却包含着频率v 。在一个单纯的微粒理论中，没有什么东西可以使我们定义一个频率；单单这一点就迫使我们在光的情形中必须同时引入微粒的观念和周期性的观念”。 Bohr 在1922年领取Nobel 奖时承认“这一理论还是十分初步的，许多基本问题还没有解决”。 ? 不确定关系揭示的是一条重要的物理规律：粒子在客观上不能同时具有确 定的坐标位置及相应的动量。这个不确定性是由衍射现象决定的，是粒子波粒二象性的反映和体现。因此说玻尔的轨道是不存在的，应该用几率的观点来阐述电子的位置分布。 ? 假设微观粒子的状态用波函数描述，其模的平方决定粒子在空间中某位置 的概率。体现微观粒子具有波动性以及其运动的无规则、无轨道。测不准关系对这种运动给予了合理的解释。 本章内容属于选教内容，由专门的专业课《量子力学》课程完成。 历史进程： 19世纪末的三大发现：（近代物理的序幕） X 射线（1895年，第六章）； 放射性（1896年，第七章）； 电子（1900年，第一章）。 旧量子论的形成： 辐射源能量量子化的概念（1900，卢瑟福，黑体辐射） 光量子的概念（1905，爱因斯坦，光电效应） 量子态的概念（1913，玻尔，氢光谱） 泡利不相容原理，电子自旋假设（1925，泡利、乌伦贝克、古兹米特，塞曼效应、元素周期表） 本章内容：
高中物理《玻尔的原子模型》优质课教案、教学设计
《玻尔原子模型》教学设计
， 进 行 新课 回顾科学家们对原子结构的探索过程 汤姆孙发现电子 → 否定原子不可分割 → 建立西瓜模型 → 不能解释 α 粒子散射实验 → 否定原子不可分割 → 建立卢瑟福核式 结构模型 → 两个困难 不能解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征 → 否定卢瑟福核式结构模型 → 建立新的原子理论 玻尔在普朗克的量子化和爱因斯坦的光子说的基础上,提出了自己的原子模型,主要是轨道量子化假说,能量量子化假说,能级跃迁假说. 1、玻尔的原子理论 （1） 能级（定态）假设：原子只能处于一系列不连续的能量状 态中，在这些状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向 外辐射能量。这些状态叫定态。（本假设是针对原子稳定性提出的） （2） 轨道量子化假设：原子的不同能量状态跟电子沿不同的圆形轨道绕核运动相对应。原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨 道的分布也是不连续的。（针对原子核式模型提出，是能级假设的补 充） 2.玻尔根据经典电磁理论和牛顿力学计算出氢原子的电子的各条 可能轨道半径和电子在各条轨道上运动时的能量（包括动能和势能）公式： 轨道半径： r =n 2 r n=1，2，3…… n 1 能 量 ： E = 1 E n=1，2，3…… n n 2 1 式中 r 1、E 1、分别代表第一条（即离核最近的）可能轨道的半径和电子在这条轨道上运动时的能量，r n 、E n 分别代表第 n 条可能轨道的半径和电子在第 n 条轨道上运动时的能量，n 是正整数，叫量子数。 （3）跃迁假设：原子从一种定态（设能量为 E n ）跃迁到另一种 定态（设能量为 E m ）时，它辐射（或吸收）一定频率的光子，光子 的能量由这两种定态的能量差决定，即 h ν =E m - E n （h 为普朗克 恒量）（本假设针对线状谱提出） 3、氢原子的能级图 思考老师提出的问题。 在老师的引导思考回答问题。 思考学过的知识。 分组讨论得出 通过分析、讨论、归 纳， 思考学过的知识。
能量量子化(答案)
能量量子化 【学习目标] 】 1.了解黑体辐射的实验规律. 2.了解能量子的概念及其提出的科学过程. 3.了解宏观物体和微观粒子的能量变化特点． 【自主学习】 一、黑体与黑体辐射 思考： 1．我们周围的物体都在进行热辐射．为什么我们只能观察到部分物体的热辐射？答：不同物体辐射的电磁波的波长不同，波长较长的电磁波不能引起人的视觉，波长在某范围内的电磁波才能引起人的视觉． 2．研究热辐射的规律时，为什么人们特别注意黑体辐射？ 答：一般材料的物体，辐射电磁波的情况与温度和材料的种类及表面状况有关，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． 知识点： 1．热辐射：我们周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关，所以叫热辐射． 2．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． 3．物体辐射出的电磁波与物体的温度有关．室温下辐射的电磁波的波长较长，不能引起人的视觉，随着温度的升高，热辐射中较短波长的成分越来越强．因此辐射强度按波长的分布情况随物体的温度有所不同． 4．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． 二、黑体辐射的实验规律 1．黑体辐射的实验规律：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．如图所示．
2．对黑体辐射的解释：维恩公式在短波区与实验非常接近，在长波区则与实验偏离很大；瑞利公式在长波区与实验基本一致，但在短波区与实验严重不符．由于波长很小的辐射处在紫外线波段，故而由理论得出的这种荒谬结果被认为是物理学理论的灾难，当时称为“紫外灾难”． 跟踪练习1关于对黑体的认识，下列说法正确的是(C) A．黑体只吸收电磁波，不反射电磁波，看上去是黑的 B．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关 C．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，与材料的种类及表面状况无关 D．如果在一个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经多次反射和吸收，最终不能从小孔射出，这个空腔就成了一个黑体 解析黑体自身辐射电磁波，不一定是黑的，故选项A错误；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，故选项B错误，选项C正确；小孔只吸收电磁波，不反射电磁波，因此是小孔成了一个黑体，而不是空腔，故选项D错误．答案 C 跟踪练习2在实验室或工厂的高温炉子上开一小孔，小孔可看作黑体，由小孔的热辐射特性，就可以确定炉内的温度．如图所示，就是黑体的辐射强度与其辐射光波长的关系图象．则下列说法正确的是(A)
第十七章1能量量子化
第十七章波粒二象性 1 能量量子化 1．对黑体辐射电磁波的波长分布的影响因素是() A．温度B．材料 C．表面状况D．以上都正确 解析：根据黑体辐射电磁波的波长分布的决定因素知，其只与温度有关． 答案：A 2．关于黑体辐射的强度与波长的关系，如图所示正确的是() A B C D 解析：黑体辐射的强度与温度有关，温度越高，黑体辐射的强度越大．随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动．故B正确，A、C、D错误． 答案：B 3．(多选)以下关于辐射强度与波长的关系的说法中正确的是 () A．物体在某一温度下只能辐射某一固定波长的电磁波 B．当铁块呈现黑色时，说明它的温度不太高 C．当铁块的温度较高时会呈现赤红色，说明此时辐射的电磁波 中该颜色的光强度最强
D．早、晚时分太阳呈现红色，而中午时分呈现白色，说明中午 时分太阳温度最高 解析：由辐射强度随波长变化关系知：随着温度的升高各种波长 的波的辐射强度都增加，而热辐射不是仅辐射一种波长的电磁波．故正确答案为B、C. 答案：BC 4．(多选)对于带电微粒的辐射和吸收能量时的特点，以下说法 正确的是() A．以某一个最小能量值一份一份地辐射或吸收 B．辐射和吸收的能量是某一最小值的整数倍 C．吸收的能量可以是连续的 D．辐射和吸收的能量是量子化的 解析：根据普朗克能量子假说，带电粒子的能量只能是某一最小 能量值ε的整数倍，能量的辐射、吸收要一份一份地进行，故A、B、D正确． 答案：ABD 5．对应于 3.4×10－19J的能量子，其电磁辐射的频率和波长各 是多少？它是什么颜色？ 解析：根据公式ε＝hν和ν＝c λ得 ν＝ε h＝ 3.4×10－19 6.63×10－34 Hz＝5.13×1014 Hz， λ＝c ν＝ 3.0×108 5.13×1014 m＝5.85×10－7 m.
【最近更新】新人教17章波粒二象性 学案(全套)
上课日期：年月日星期第节 §17．1 能量量子化：物理学的新纪元 【教学目标】 1、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 2、过程与方法： 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识。 3、情感态度与价值观： 领略自然界的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲，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。 【重点难点】 1、重点: 能量子的概念 2、难点: 黑体辐射的实验规律 【授课内容】 引入新课 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
高中化学鲁科版选修3《物质结构与性质》教学设计
高中化学鲁科版选修3《物质结构与性质》教学设计 第1章原子结构 第1节原子结构模型 第1课时 【教学目标】 1.了解“玻尔原子结构模型”，知道其合理因素和存在的不足。 2.知道原子光谱产生的原因。 3.能利用“玻尔原子结构模型”解释氢原子的线状光谱。 【教学重点】 1.基态、激发态及能量量子化的概念。 2.原子光谱产生的原因 3.利用跃迁规则，解释氢原子光谱是线状光谱及其他光谱现象。 【教学难点】 1.能量量子化的概念。 2.原子光谱产生的原因 【教学方法】启发式讨论式 【教学过程】 教学环节活 动 时 间 教学内容教师活动学生活 动 设计意图 一、联想·质疑2 分 钟 在美丽的城市，我们经常可以看到 五光十色的霓虹灯，霓虹灯为什么 能发出五颜六色的光？我们马上就 会知道。 【板书】 第1节原子结构模型 第1课时 量子力学前的原子结构模型 引起学生对本 节课的学习兴 趣。
二、 复习旧课3 分 钟 提问 1.请同学们指 出原子是由什 么构成的？ 2.请同学们描 述一下核外 电子运动有 什么特征？ 对学生的回答加以完善。回答问题为评价各种原 子结构模型提 供知识支持 三、导入新课5 分 钟 1.介绍道尔顿原子学说的内容。 2.让学生评价“道尔顿原子学说” 有那些不足之处，并对学生的评价 加以完善 同组内交 流、讨论， 并对“道 尔顿原子 学说”进 行评价。 学生思考 问题并做 出否定的 回答。 培养学生合作 精神和分析、 评价能力。 1.使学生认识 到原子结构模 型是不断发 展、完善的。 2.使学生认识 到化学实验对 化学理论发展 的重要意义。 四、展开新课1 7 分 钟 1.道尔顿原子 学说 2.卢瑟福原子 结构的核式模 型 3.玻尔原子结 构模型 【板书】 一、道尔顿原子学说 1.介绍卢瑟福原子结构的核式模 型。 2.让学生思考:“卢瑟福原子结构的 核式模型”能解释氢原子的光谱是 线状光谱吗? 【板书】 1.阅读 “玻尔原 子结构模 型”理论 2.交 流·讨论 原子光谱 产生的原 1.使学生认识 到“玻尔原子 结构模型”对 原子结构理论 的发展起着极 其重要的作 用。 2.使学生认识
能量量子化教案
17.1能量量子化 【自主预习】 1.我们周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的 ________有关，所以叫做热辐射。 2．如果某种物体能够________入射的各种波长的电磁波而不发生 ________，这种物体就是绝对黑体，简称黑体。黑体辐射电磁波的强 度按波长的分布只与黑体的________有关。 3．普朗克假说：振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值 ε的________。当带电微粒辐射或吸收能量时，也是以这个最小能量 值为单位________地辐射或吸收的。这个不可再分的最小能量值ε叫 做________，ε＝________，ν是电磁波的频率，h是一个常量，后 被称为普朗克常量。其值为h＝________ J·s。 4.黑体与黑体辐射 (1)热辐射 ①定义：我们周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体 的温度有关，所以叫热辐射。 ②热辐射的特点 物体在任何温度下都会发射电磁波，热辐射强度按波长的分布情况随 物体的温度而有所不同。当物体温度较低时(如室温)，热辐射的主要 成分是波长较长的电磁波(在红外线区域)，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，可见光所占份额增大。
(2)黑体 ①定义：在热辐射的同时，物体表面还会吸收和 反射外界射来的电磁波。如果一个物体能够完全吸收 投射到其表面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。 ②黑体辐射的特性：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。 5.黑体辐射的实验规律 (1)温度一定时，黑体辐射强度随波长的分布有一个极大值。 (2)随着温度的升高 ①各种波长的辐射强度都有增加； ②辐射强度的极大值向波长较短的方向移动， 【典型例题】 【例1】黑体辐射的实验规律如图17－1－3所示，由 图可知 ( )
《能量量子化》名师教案
《能量量子化》教学设计 教学目标 1、了解黑体辐射，感悟以实验为基础的科学探究方法. 2、通过观察热辐射的强度与波长的关系图像培养学生观察能力. 3、了解能量子的概念及提出的科学过程，领会这一科学突破过程中科学家的思想. 4、了解宏观物体和微观粒子能量变化特点，体会量子论的建立深化了人们对物质世界的认识. 教学方法 讲授法、谈话法 教学重点、难点 能量子假说提出的科学过程，以及领会这一科学突破过程中科学家的思想。 教学过程 一、引入 （感受量子力学理论对科技社会发展的重要意义）展示图片：中国2016年发射量子卫星场景的照片。量子卫星有什么作用？为实现全球的量子通信。为什么要进行量子通信呢？可以实现保密通信，对国家安全、军事有非常重要的意义。师：关于“量子”大家还听说过什么？ 生：量子力学！ 师：量子力学是研究什么的学科？ 生：微观世界！ 师：和我们的生活的有什么关系吗？ 生疑惑：好像没什么关系。 展示图片1：电脑与手机。量子力学是半导体科技的理论基础，没有量子力学，就没有计算机，就没有现在的信息时代！ 展示图片2：激光。所谓光宽带，光纤入户，光纤里就是利用激光传输信息。没有量子力学，就没有激光技术的应用。 展示图片3：核磁共振成像。没有量子力学就没有核磁共振成像技术。 展示图片4：核武器与核电。没有量子力学就没有核武器与核能的利用。 师小结：量子力学是近代科学共同的理论基础！
过渡：什么是量子？历史上首先是谁先提出来的？让我们回到一百多年前，回顾量子诞生的那个年代！ 二、黑体与黑体辐射 1、辐射 师叙述：十九世纪后半叶，欧洲正处于第二次工业革命。第二次工业革命极大的推动了冶金工业的发展。冶金工业需要测量钢水的温度。如何测量呢？温度太高，不可能直接用普通温度计测量。怎么解决这个问题呢？是通过对辐射问题的研究解决的。 展示图片：火炉。 师：在火炉旁有热的感觉，热量是如何到达身体上的？ 生：通过辐射。 师：（点明）其实辐射的是电磁波。 展示图片：刚出炉的铁块。 师：刚出炉的铁块，温度很高。仔细看图片，会发现铁块的颜色是不一样的。能否根据颜色判断温度的高低？ 生：温度最高的是白色，其次是黄色，再是橙色，最低的是红色。 师：温度不同，所辐射的电磁波颜色是不一样的。电磁波的颜色是由什么决定的？生：由波长决定！师：（小结）温度不同物体，所辐射的电磁波波长不同。 2、黑体模型的建立 （建立黑体模型的必要性） 师叙述：对这块铁块，除辐射电磁波外，还会反射与吸收外界的电磁波，而反射与吸收电磁波的能力与物质的材料及表面状况有关。所以一般物体所辐射的电磁波，除与温度有关外，还与材料与表面状况有关。这个问题就比较复杂了。 物理学家的在遇到这种情况下，首先会分析哪些是主要因素，哪些是次要因素，只有突出主要因素，忽略次要因素，更能抓住问题的本质。把突出主要因素，忽略次要因素的物理方法称为：理想化模型。 黑体(理想化模型)：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，则称这种物体为绝对黑体，简称黑体。 （举例帮助学生理解黑体）