高中物理能量量子化教案大全
前兩年已經(jīng)基本完成了高中物理教學內(nèi)容，高三年級將進入全面的總復(fù)習階段，為了配合高三的總復(fù)習，接下來是小編為大家整理的高中物理能量量子化教案大全，希望大家喜歡!
高中物理能量量子化教案大全一
教學目標
1、知識與技能：
(1)了解什么是熱輻射及熱輻射的特性，了解黑體與黑體輻射
(2)了解黑體輻射的實驗規(guī)律，了解黑體熱輻射的強度與波長的關(guān)系
(3)了解能量子的概念
2、過程與方法：
了解微觀世界中的量子化現(xiàn)象。比較宏觀物體和微觀粒子的能量變化特點。體會量子論的建立深化了人們對于物質(zhì)世界的認識。
3、情感態(tài)度與價值觀：
領(lǐng)略自然界的奇妙與和諧，發(fā)展對科學的好奇心與求知欲，樂于探究自然界的奧秘，能體驗探索自然規(guī)律的艱辛與喜悅。
教學重點： 能量子的概念
教學難點： 黑體輻射的實驗規(guī)律
教學過程：
材料鑒賞：
19世紀末，牛頓定律在各個領(lǐng)域里都取得了很大的成功：在機械運動方面不用說，在分子物理方面，成功地解釋了溫度、壓強、氣體的內(nèi)能。
在電磁學方面，建立了一個能推斷一切電磁現(xiàn)象的Maxwell方程。
另外還找到了力、電、光、聲----等都遵循的規(guī)律---能量轉(zhuǎn)化與守恒定律。
當時許多物理學家都沉醉于這些成績和勝利之中。他們認為物理學已經(jīng)發(fā)展到頭了。
1900年，在英國皇家學會的新年慶祝會上，著名物理學家開爾文勛爵作了展望新世紀的發(fā)言：
“科學的大廈已經(jīng)基本完成，后輩的物理學家只要做一些零碎的修補工作就行了”。
--開爾文--
也就是說：物理學已經(jīng)沒有什么新東西了，后一輩只要把做過的實驗再做一做，在實驗數(shù)據(jù)的小數(shù)點后面在加幾位罷了!
但開爾文畢竟是一位重視現(xiàn)實和有眼力的科學家，就在上面提到的文章中他還講到：“但是，在物理學晴朗天空的遠處，還有兩朵令人不安的烏云，----”
這兩朵烏云是指什么呢?
一朵與黑體輻射有關(guān)，另一朵與邁克爾遜實驗有關(guān)。
后來的事實證明，正是這兩朵烏云發(fā)展成為一埸革命的風暴，烏云落地化為一埸春雨，澆灌著兩朵鮮花。
普朗克量子力學的誕生、相對論問世
然而， 事隔不到一年(1900年底)，就從第一朵烏云中降生了量子論，緊接著(1905年)從第二朵烏云中降生了相對論。經(jīng)典物理學的大廈被徹底動搖，物理學發(fā)展到了一個更為遼闊的領(lǐng)域。正可謂“山重水復(fù)疑無路， 柳暗花明又一村”。
一、熱輻射現(xiàn)象
1、熱輻射：固體或液體，在任何溫度下都在輻射各種波長的電磁波，這種由于物體中的分子、原子受到激發(fā)而發(fā)射電磁波的現(xiàn)象稱為熱輻射。所輻射電磁波的特征與溫度有關(guān)。
固體在溫度升高時顏色的變化
例如，鐵塊隨著溫度升高：
現(xiàn)象：
直覺：
低溫物體發(fā)出的是紅外光
熾熱物體發(fā)出的是可見光
高溫物體發(fā)出的是紫外光
注意：
熱輻射與溫度有關(guān)
激光 日光燈發(fā)光不是熱輻射
2、特點：
?、佥椛鋸姸燃安ㄩL的分布隨溫度變化;
?、?隨著溫度升高，電磁波的短波成分增加。
3、熱平衡狀態(tài)：物體的溫度恒定時，物體所吸收的能量等于在同一時間內(nèi)輻射的能量，這時得到的輻射稱為平衡熱輻射。
二、黑體與黑體輻射
思考與討論：
一座建設(shè)中的樓房還沒安裝窗子，盡管室內(nèi)已經(jīng)粉刷，如果從遠處看窗內(nèi)，你會發(fā)現(xiàn)什么? 為什么?
幾點說明：
?、俸隗w是個理想化的模型。
例：開孔的空腔，遠處的窗口等可近似看作黑體。
?、趯τ诤隗w，在相同溫度下的輻射規(guī)律是相同的。
?、垡话阄矬w的輻射與溫度、材料、表面狀況有關(guān)，但黑體輻射電磁波的強度按波長的分布只與黑體的溫度有關(guān)。
三、黑體輻射的實驗規(guī)律
研究黑體輻射的規(guī)律是了解一般物體熱輻射性質(zhì)的基礎(chǔ)
1、測量黑體輻射的實驗原理圖：
加熱空腔使其溫度升高，空腔就成了不同溫度下的黑體，從小孔向外的輻射就是黑體輻射。
三、黑體輻射的實驗規(guī)律
2、輻射強度：單位時間內(nèi)從物體單位面積上所發(fā)射的各種波長的總輻射能，稱為輻射強度。
特點：隨溫度的升高①各種波長的輻射強度都在增加;
?、诮^對黑體的溫度升高時，輻射強度的最大值向短波方向移動。
三、黑體輻射的實驗規(guī)律
3、經(jīng)典物理學所遇到的困難
解釋實驗曲線—— 一朵令人不安的烏云
1)維恩的半經(jīng)驗公式：
短波符合;長波不符合
2)瑞利----金斯公式：
長波符合;短波荒.唐 ----紫外災(zāi)難
四、能量子：超越牛頓的發(fā)現(xiàn)
1、普朗克能量子假說
2、輻射物體中包含大量振動著的帶電微
粒，它們的能量是某一最小能量的整數(shù)
高中物理能量量子化教案大全二
一、三維目標：
(一)知識與技能
1.了解什么是熱輻射及熱輻射的特性，了解黑體與黑體輻射
2.了解黑體輻射的實驗規(guī)律，了解黑體熱輻射的強度與波長的關(guān)系
3.了解能量子的概念
(二)過程與方法
了解微觀世界中的量子化現(xiàn)象。比較宏觀物體和微觀粒子的能量變化特點。體會量子論的建立深化了人們對于物質(zhì)世界的認識。
(三)情感、態(tài)度與價值觀
領(lǐng)略自然界的奇妙與和諧，發(fā)展對科學的好奇心與求知欲，樂于探究自然界的奧秘，能體驗探索自然規(guī)律的艱辛與喜悅。
二、教學重點
黑體輻射的實驗規(guī)律;能量子的概念
三、教學難點
理解能量量子化假說
四、教學方法
教師啟發(fā)、引導，學生自學、討論、交流。
五、教學用具：
投影片，多媒體輔助教學設(shè)備
六、課時安排
1 課時
教學設(shè)計
(一)引入新課
教師：介紹能量量子化發(fā)現(xiàn)的背景：(多媒體投影，見課件。)
19世紀末頁，牛頓定律在各個領(lǐng)域里都取得了很大的成功：在機械運動方面不用說，在分子物理方面，成功地解釋了溫度、壓強、氣體的內(nèi)能。在電磁學方面，建立了一個能推斷一切電磁現(xiàn)象的 Maxwell方程。另外還找到了力、電、光、聲----等都遵循的規(guī)律---能量轉(zhuǎn)化與守恒定律。當時許多物理學家都沉醉于這些成績和勝利之中。他們認為物理學已經(jīng)發(fā)展到頭了。
1900年，在英國皇家學會的新年慶祝會上，著名物理學家開爾文作了展望新世紀的發(fā)言：“科學的大廈已經(jīng)基本完成，后輩的物理學家只要做一些零碎的修補工作就行了?！?/p>
也就是說：物理學已經(jīng)沒有什么新東西了，后一輩只要把做過的實驗再做一做，在實驗數(shù)據(jù)的小數(shù)點后面在加幾位罷了!
但開爾文畢竟是一位重視現(xiàn)實和有眼力的科學家，就在上面提到的文章中他還講到：
“但是，在物理學晴朗天空的遠處，還有兩朵令人不安的烏云，----”
這兩朵烏云是指什么呢?
一朵與黑體輻射有關(guān)，另一朵與邁克爾遜實驗有關(guān)。正是這兩朵烏云發(fā)展成為一埸革命的風暴，澆灌著兩朵花蕾，事隔不到一年(1900年底)，第一朵綻放出量子論的花瓣，緊接著(1905年)第二朵綻放出相對論的芳香。經(jīng)典物理學的大廈被徹底動搖，物理學發(fā)展到了一個更為遼闊的領(lǐng)域。正可謂“山重水復(fù)疑無路， 柳暗花明又一村”。
點出課題：本節(jié)課我們就來體驗第一朵鮮花的開放過程：物理學新紀元的到來――能量量子化的發(fā)現(xiàn)
(二)進行新課
1.黑體與黑體輻射
思考與討論：
當你坐在火爐旁時有什么感覺?為什么會有這種感覺?(引出熱輻射)
教師：指導學生閱讀教材相應(yīng)內(nèi)容(4分鐘)并完成以下內(nèi)容。
自學提綱：
1、熱輻射：周圍的一切物體都在輻射 ，這種輻射與物體的
有關(guān)，所以叫做熱輻射。(板書)
2、黑體：
?、倌撤N物體能夠 吸收入射的各種波長的電磁波而不發(fā)生反射，這種物體就是 ，簡稱 。(板書)
②一般材料的物體，輻射的電磁波除與 有關(guān)，還與 的種類及 狀況有關(guān)。
點評：
熱輻射現(xiàn)象
熱輻射的主要成分：室溫時——波長較長的電磁波;高溫時——波長較短的電磁波。
例如：鐵塊 溫度↑
從看不出發(fā)光到暗紅到橙色到黃白色
熱輻射解釋：大量帶電粒子的無規(guī)則熱運動引起的。物體中每個分子、原子或離子都在各自平衡位置附近以各種不同頻率作無規(guī)則的微振動，每個帶電微粒的振動都會產(chǎn)生變化的電磁場，從而向外輻射各種波長的電磁波，形成連續(xù)的電磁波譜。
黑體
概念：能全部吸收各種波長的電磁波而不發(fā)生反射的物體，稱為絕對黑體，簡稱黑體。
教師：
課件展示黑體模型。
不透明的材料制成帶小孔的的空腔，此小孔可近似看作黑體。如圖所示。
高中物理能量量子化教案大全三
【教學目標】
1.了解什么是熱輻射及熱輻射的特性。
2.了解黑體輻射，了解黑體熱輻射的強度與波長的關(guān)系 。
3.了解能量子的概念 及提出的科學過程，領(lǐng)會這一科學突破過程中科學家的思想。
4.了解宏觀物體和微觀粒子的能量變化特點，體會量子論的建立深化了人們對于物質(zhì)世界的認識 。
【教學重點】
能量子的概念。
【教學難點】
黑體輻射的實驗規(guī)律。
【教學方法】
講授為主，啟發(fā)、引導。
【教學用具】
多媒體輔助教學設(shè)備。
【教學過程 】
一、引入新課
師：19世紀末，牛頓定律在各個領(lǐng)域里都取得了很大的成功：在機械運動方面不用說，在分子物理方面，成功地解釋了溫度、壓強、氣體的內(nèi)能。在電磁學方面，建立了一個能推斷一切電磁現(xiàn)象的 Maxwell方程。另外還找到了力、電、光、聲等都遵循的規(guī)律---能量轉(zhuǎn)化與守恒定律。當時許多物理學家都沉醉于這些成績和勝利之中。他們認為物理學已經(jīng)發(fā)展到頭了。
1900年在英國皇家學會的新年慶祝會上，著名物理學家開爾文作了展望新世紀的發(fā)言：“科學的大廈已經(jīng)基本完成，后輩的物理學家只要做一些零碎的修補工作就行了。” “但是，在物理學晴朗天空的遠處，還有兩朵令人不安的烏云。”
這兩朵烏云是指什么呢? 一朵與黑體輻射有關(guān)，另一朵與邁克爾遜實驗有關(guān)。然而， 事隔不到一年(1900年底)，就從第一朵烏云中降生了量子論，緊接著(1905年)從第二朵烏云中降生了相對論。經(jīng)典物理學的大廈被徹底動搖，物理學發(fā)展到了一個更為遼闊的領(lǐng)域。正可謂“山重水復(fù)疑無路， 柳暗花明又一村”。
我們這節(jié)課就來學習“能量量子化的發(fā)現(xiàn) ——物理學新紀元的到來”。
二、進行新課
1.黑體與黑體輻射
師：請同學們閱讀教材27第一段，思考：什么是熱輻射，物體的熱輻射有什么特性?(學生閱讀教材、思考問題)
(1)熱輻射現(xiàn)象
師：我們周圍的一切物體都在輻射各種波長的電磁波，這種輻射與由于物體中的分子、原子受到激發(fā)而造成的，它與溫度有關(guān)，因此稱為熱輻射。
所輻射電磁波的特征與溫度有關(guān)。 當溫度升高時，熱輻射中較短波長的成分越來越強。。例如：在給鐵塊加熱使其溫度升高時，從看不出發(fā)光到暗紅到橙色到黃白色 ，這表明輻射強度按波長的分布情況隨物體的溫度而有所不同。
課件展示：鐵塊在溫度升高時顏色的變化(下圖)。
(板書)1 熱輻射
?、俣x
?、谔匦?/p>
輻射強度按波長的分布情況隨物體的溫度而有所不同。
(2)黑體
教師：除了熱輻射之外，物體表面還會吸收和反射外界射來的電磁波。不同的物體吸收和反射電磁波的能力是不一樣的。
(板書)能全部吸收各種波長的電磁波而不發(fā)生反射的物體，稱為絕對黑體，簡稱黑體。
教師：課件展示黑體模型(如下圖)并進行闡釋。
不透明的材料制成帶小孔的空腔，那么射入小孔的電磁波在空腔內(nèi)表面會發(fā)生多次反射和吸收，最終不能從空腔射出。這個小孔可近似看作黑體。
2.黑體輻射的實驗規(guī)律
教師：一般材料的物體和黑體輻射電磁波的情況有什么不同呢?
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