1、13.5能量量子化教設(shè)計(jì)課題 13.5量量子化學(xué)科物理年級(jí)教材分析學(xué)情分析教學(xué)目標(biāo)與核心素養(yǎng)重點(diǎn)難點(diǎn)能量量子化這一節(jié)是介紹近代物理知識(shí)非常重要的內(nèi)容，通過對(duì)熱輻射、 黑體輻射的研究，利用科學(xué)家們獨(dú)特的思維方式，培養(yǎng)學(xué)生大膽、創(chuàng)新的能 力。希望引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)利用能量子的思想理解客觀世界，重視發(fā)揮物理學(xué)史的 教育功能。讓學(xué)生了解量子力學(xué)的初期的探索歷程。本節(jié)內(nèi)容的核心是黑體輻射的特點(diǎn)，量子化思想的提出，光量子、原子的 量子化條件。本節(jié)的教學(xué)內(nèi)容的主線有兩條，第一條為知識(shí)層面上的，掌握黑 體輻射的特點(diǎn)，量子化思想；第二條為物理學(xué)史，量子理論初期科學(xué)家的貢 獻(xiàn)。上一節(jié)課學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了電磁波，知道了電磁波

2、譜，簡(jiǎn)單知道了各種電磁 波的輻射規(guī)律。對(duì)于學(xué)生來說熟悉一切自然過程都是連續(xù)的這條原理。普朗 克的新思想是與經(jīng)典理論相違背的，它打破了經(jīng)典物理傳統(tǒng)觀念對(duì)人們的長期 束縛，這就為人們建立新的概念，探索新的理論開拓了一條新路。在他的假設(shè) 的啟發(fā)下，許多現(xiàn)象得到了解釋。 希望學(xué)生能夠從普朗克的研究中學(xué)到大膽、 創(chuàng)新的科研能力。一、教學(xué)目標(biāo)1.知道熱輻射、黑體、黑體輻射的概念。2.了解普朗克的能量子假設(shè)。3.了解愛因斯坦光子假設(shè)。4.知道原子能級(jí)及能級(jí)躍遷理論。二、核心素養(yǎng)物理觀念：了解黑體輻射及其研究的歷史脈絡(luò)，感悟以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué) 研究方法和觀念?？茖W(xué)思維：了解能量子的概念及其提出的過程，領(lǐng)會(huì)這一

3、科學(xué)概念的創(chuàng)新 性突破中蘊(yùn)含的偉大科學(xué)思想?？茖W(xué)探究：經(jīng)歷量子化思想的探究活動(dòng)，讓學(xué)生了解量子力學(xué)的初期的探 索歷程。科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：了解宏觀物體和微觀粒子的能量變化特點(diǎn)，體會(huì)量子理 論的建立極大地豐富和深化了人們對(duì)于物質(zhì)世界的認(rèn)識(shí)。1.知道熱輻射、黑體、黑體輻射的概念。2.了解普朗克的能量子假設(shè)。了解能量子、光子、原子的能量也是量子化的規(guī)律。教學(xué)過程環(huán)節(jié)導(dǎo)入新課教師活動(dòng)一學(xué)目展1.知道熱輻射、黑體、黑體輻射概念。 2.了解普朗克的能量子假設(shè)。學(xué)生活動(dòng)了解本節(jié)課學(xué)習(xí)目標(biāo)設(shè)計(jì)意圖有目的的3.了解愛因斯坦光子假設(shè)。4.知道原子能級(jí)及能級(jí)躍遷理論二情引把鐵塊投進(jìn)火爐中，剛開始鐵塊只是發(fā)熱，并不發(fā)光。

4、隨著溫 度的升高，鐵塊會(huì) 慢慢變紅，開始發(fā)光。鐵塊依次呈現(xiàn)暗紅、赤 紅、橘紅等顏色，直至成為黃白色。為什么會(huì)有這樣的變化呢？學(xué)生觀察圖片認(rèn)真思考學(xué)習(xí)為引入課題做鋪墊講授【學(xué)知一、熱輻射1熱輻射的概念：物體具有的與溫度 有關(guān)的輻射電磁波的方 式。2熱輻射規(guī)律：物體在室溫時(shí)，熱輻射的主要成分是波長長學(xué)生閱讀課文，把讀書自學(xué)的機(jī)會(huì)新的電磁波，當(dāng)溫度升高時(shí)，熱輻射中波長較的成分越來越強(qiáng)。實(shí)驗(yàn) 認(rèn)還給課表明：輻射強(qiáng)度按波長的分布情況隨物體的 溫度有所不同。 3黑體：能夠完全吸收入射的各種波長的磁波 而不發(fā)生反的物體。4黑體輻射規(guī)律：黑體雖然不反射電磁波，但是卻可以向外輻研究，然后填學(xué)生。射電磁波，而且輻

5、射電磁波的強(qiáng)度按波長 的分布只與它的溫 有關(guān)。 空5 .解釋：人們很自然地要依據(jù)熱學(xué)和電磁學(xué)的知識(shí)尋求黑體輻射 對(duì)的理論解釋，但是，用經(jīng)典 的磁理論解釋時(shí)遇到了嚴(yán)重的困難。 二、能量子1定義：振動(dòng)著的帶電微粒的能量只能是某一最小能量值 的 整數(shù) 倍。這個(gè)不可再分的最小能量值 叫做能量子。2能量子的大?。篽，其中 是電磁波的頻率，h 是一個(gè)常量，稱為普朗克常量。h=6.6310 34J不出的空重新看書理解并與同桌鍛煉學(xué)生的邏輯思3普朗克認(rèn)為微觀粒子的能量是量子化 的，是不連(分立) 的。4愛因斯坦的光子說：光是由一個(gè)個(gè)不可分割的能量子組成 的，頻率為 光的能量子為 h，這些能量子被叫作光子 。三

6、、能級(jí)1定義：原子的能量是量子化 的，這些量子化能量值叫作能 級(jí)。2原子的穩(wěn)定性：原子處于能量最低的狀態(tài)時(shí)最穩(wěn)定，原子處 于能量較高的能量狀態(tài)時(shí)不穩(wěn)定，會(huì)自發(fā)地向能量較低的能級(jí)躍遷， 放出光子 。3能級(jí)躍遷規(guī)律：原子從高能級(jí)態(tài)向低能級(jí)態(tài)躍遷時(shí)放出的光 子的能量等于 前后兩個(gè)能級(jí)之差。4原子的發(fā)射光譜的特征：原子的能級(jí)是分立的，放出的光子 的能量也是分立的，因此，原子的發(fā)射光譜只有一些立 的亮線。量子力學(xué)的作用： 世紀(jì) 20 年代， 量子力學(xué)建立了，它能 5 .夠很好地描述微觀粒子運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。核能、計(jì)算機(jī)、智能手機(jī)及激光 技術(shù)等的應(yīng)用都離不開量子力學(xué)?！揪炕筇骄恳灰话阄矬w與體的比：熱輻射點(diǎn)吸收、

7、射特點(diǎn)討論。學(xué)生理解后記憶維能力幫助學(xué)生透徹理解規(guī)律的實(shí)質(zhì)。一般物體黑體輻射電波的情況與 溫度有，與材料的類 及表面況有關(guān)輻射電波的強(qiáng)度按 波長的布只與黑體溫 度有關(guān)既吸收又反射，其 能力與料的種類及射 光波長因素有關(guān)完全吸各種入射電 磁波，反射【例 1】 多選)下列說法正確的是( ) A物體在某一溫度下只能輻射某一固定波長的電磁波1 1 2 2B當(dāng)鐵塊呈現(xiàn)黑色時(shí)，說明它的溫度不太高1 1 2 2C當(dāng)鐵塊的溫度較高時(shí)會(huì)呈現(xiàn)赤紅色，說明此時(shí)輻射的電磁波 中該顏色的光強(qiáng)度最強(qiáng)D早、晚時(shí)分太陽呈現(xiàn)紅色，而中午時(shí)分呈現(xiàn)白色，說明中午 時(shí)分太陽溫度最高答案:BC解析：物體在某一溫度下能輻射不同波長的電磁

8、波， 錯(cuò)誤；鐵 塊呈現(xiàn)黑色，是由于它的輻射強(qiáng)度的極大值對(duì)應(yīng)的波長段在紅外部 分，甚至波長更長，說明它的溫度不太高，當(dāng)鐵塊的溫度較高時(shí)鐵塊 呈現(xiàn)赤紅色，說明此時(shí)輻射的電磁波中該顏色的光強(qiáng)度最強(qiáng)，故 、 C 正確；太陽早、晚時(shí)分呈現(xiàn)紅色，而中午時(shí)分呈現(xiàn)白色，是大氣吸 收與反射了部分光的原因，不能說明中午時(shí)分太陽溫度最高， 錯(cuò) 誤。探究二普朗克的能子觀點(diǎn)宏觀世界中們對(duì)能的認(rèn)識(shí) 有什么同 學(xué)生思考討論并回答學(xué)生讓學(xué)生理解實(shí)際情形下所學(xué)知識(shí)是如何應(yīng)用的。1、宏觀世界中我們認(rèn)為能量可以是任意值,是連續(xù)的； 普朗克獨(dú)立鍛煉的“能量子”觀點(diǎn)則認(rèn)為能量是一份一份的每一份是一個(gè)最小能量單完成學(xué)生位,大小為 =h即

9、能量不是連續(xù)的。解題的分2、宏觀世界中我們認(rèn)為能量是連續(xù)的是因?yàn)槊恳粋€(gè)能量子的能過程析能量都很小,宏觀變化中有大量的能量子,就可以看作是連續(xù)的；而研究力，微觀粒子時(shí),單個(gè)的能量子能量較大就顯示出不連續(xù)性。教師【 2】光是一種電磁波可見光的波長的大致范圍是 400700引導(dǎo)nm,求 400 nm、700 nm 的電磁輻射的能子的值是多少下的答案:4.9710-J 2.8410-19J討c解析 根據(jù)公式 和 可知：論，400 nm 對(duì)應(yīng)的能量子 J1019J700 nm 對(duì)應(yīng)的能量子 J1019J。c h 10 34 c h 10 34 3.08 40093.08 7009在教師的引導(dǎo)下學(xué)注重學(xué)生

10、的討論過程，淡化【例 3】眼對(duì)光最為感，常人的睛接收到波為 nm 的綠光時(shí)，只每秒有 個(gè)綠光的光子射入孔，眼就能察 覺，普克常量為 6.6310 34 Js，光速為 3.0108 m /s，人眼能 覺到綠時(shí)所接收到最小功是 ( )生分析。探究的結(jié)果，給學(xué)生成A2.310W BW功的C7.010W DW喜答案:A解析：根據(jù) h 和 c 及 En每秒有 6 個(gè)綠光的光子射入瞳孔，所以察覺到綠光所接收到 最小功率為悅。強(qiáng)化所學(xué)Pt6 310530101W 2.310。知識(shí)的應(yīng)探究三對(duì)能級(jí)的理：用。(1)當(dāng)電子在同軌道運(yùn)動(dòng)，原子于不同的狀，原子 不同的態(tài)中具有不的能量即原子的能是量子的，這些量 子化的

11、量值叫作能。(2)原子獲得量有可躍遷較高的量狀態(tài) ,這些狀的原子 是不穩(wěn)的 ,會(huì)自地向能較低的能級(jí)遷，同放出子 ,能量 少。(3)物體在發(fā)或接收量的候，只從某一能級(jí)飛躍” 另一能，而不可能留在不合這些能級(jí)任何一中間狀態(tài)?！纠?4】(多)對(duì)于電微粒射和收能量的特點(diǎn)，以說 法正確是 ( )A某一最小能值為位一份份地輻射或收B輻射和吸收能量某一最能量值的整倍C收的量可以連續(xù)D射和收的能是量化的答案：ABD學(xué)生思考討論并在教師的引導(dǎo)下回答學(xué)生練習(xí)解析：根據(jù)能量子假設(shè)可知，帶電微粒輻射和吸收的能量，只能 是某一最小能量值的整數(shù)倍，A、B 確；帶電微粒輻射和吸收的能 量不是連續(xù)的，而是量子化的，故 C 錯(cuò)誤，D 正確?！纠?5一個(gè)氫原子從低能級(jí)躍遷到高能級(jí)該氫原子( )A.吸收光子,吸收光子的能量等于兩能級(jí)之差B.吸光子,能量減少C.放出光子,能量增加D.放出光子,能量減少答案：A解析：氫原子能級(jí)越高對(duì)應(yīng)的能量越大當(dāng)氫原子從較低能級(jí)向較高能級(jí)躍遷時(shí)吸收光子,能量增加,吸收光子的能量等于兩能級(jí)之差,A 正確,、CD 錯(cuò)誤。梳理自己根據(jù)學(xué)生課本節(jié)表堂所學(xué)述，小知查漏結(jié)識(shí)。補(bǔ)缺，板書設(shè)計(jì)13.5能量量子化一、熱輻射1熱輻射的概念：2熱輻射規(guī)律：3黑體：能夠完全吸收入射的各種波長的電磁波而不發(fā)生反射的物體。4黑體輻射規(guī)律：黑體輻射電磁波的強(qiáng)度