江苏省沭阳县潼阳中学高中物理17.1能量量子化第1课时教学案

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物质是由大量分子组成的课题7。

1 物质是由大量分子组成的第 1 课时计划上课日期：教学目标（1）知道一般分子直径和质量的数量级；（2）知道阿伏伽德罗常数的含义，记住这个常数的数值和单位；（3)知道用单分子油膜方法估算分子的直径.教学重难点（1)使学生理解和学会用单分子油膜法估算分子大小（直径）的方法；(2）运用阿伏伽德罗常数估算微观量（分子的体积、直径、分子数等）的方法.教学流程\内容\板书关键点拨加工润色（一)热学内容简介(1)热现象：与温度有关的物理现象.如热胀冷缩、摩擦生热、水结冰、湿衣服晾干等都是热现象。

（2）热学的主要内容：热传递、热膨胀、物态变化、固体、液体、气体的性质等。

（3)热学的基本理论：由于热现象的本质是大量分子的无规则运动,因此研究热学的基本理论是分子动理论、量守恒规律。

（二)新课教学1、分子的大小：分子是看不见的，怎样能知道分子的大小呢?（1）单分子油膜法是最粗略地说明分子大小的一种方法。

演示：如果油在水面上尽可能地散开，可认为在水面上形成单分子油膜，可以通过幻灯观察到，并且利用已制好的方格透明胶片盖在水面上，用于测定油膜面积.如图1所示.提问：已知一滴油的体积V和水面上油膜面积S，那么这种油分子的直径是多少?(如果分子直径为d，油滴体积是V,油膜面积为S，则d=V／S,根据估算得出分子直径的数量级为10-10m）（2）利用离子显微镜测定分子的直径。

人教版高中物理选修35第17章第1节《能量量子化》教学设计《能量量子化》教学设计一、教学设计思路本节课的设计是顺应能量量子化观点提出的这段历史展开的。

通过演示实验、师生活动及问题串等多种形式引导学生去主动建构知识。

先通过演示实验灯丝颜色的变化引出热辐射及对热辐射规律的研究；再通过与日常看到的颜色的对比得出黑体模型；再通过对黑体辐射的实验规律及理论推导的讨论引导学生得出经典物理学观念的局限性，进而引出要打破旧观念，提出新观念，即普朗克能量子假说；再通过师生活动“买米”，帮助学生理解宏观能量的连续和微观能量的量子化；最后通过与元电荷概念的类比，学生进一步加深对能量量子化的理解，把整节课推向高潮。

二、前期分析本节课是第十七章波粒二象性的第一节，通过这一节内容的学习，学生可以了解能量量子化观点建立的历史，知道微观粒子的能量是分立的。

并且，正是普朗克提出了能量子假说，才启发了爱因斯坦对光电效应的解释，进而促使康普顿提出光子还具有动量及德布罗意提出物质波。

1.知识与技能（1）通过对黑体辐射实验规律及理论推导的讨论，说明经典理论存在局限性。

（2）通过对能量量子化观点建立的历史的解读，知道微观粒子的能量是不连续的。

（3）通过对普朗克真实的心理历程的描述，知道能量量子化是研究微观世界的基本观点。

（3）通过师生活动，解释宏观能量的连续性与微观能量的分立。

（4） 应用εh ν=和c νλ=公式进行计算。

2.过程与方法（1） 经历黑体模型的建立过程，感受理想化模型的思想方法的运用。

（2） 参与师生活动，体会类比的思想方法的运用。

（3） 经历能量量子化观点的建立过程，体会科学研究的一般思路。

3.情感态度与价值观（1）通过对普朗克真实的心路历程的描述，确立科学的新发现既要基于对实验事实的尊重，又取决于新观点、新概念的提出（2）比较宏观物体和微观粒子的能量变化特点，领会量子论的建立深化了人们对物质世界的认识。

四、教学准备100W白炽灯一个、调压变压器一个、小米若干、PPT、导线若干五、教学过程1、新课导入演示实验：增大灯泡两端电压后白炽灯灯丝颜色的变化在引入新课环节通过演示实验能够引起学生注意，激发学生学习兴趣，提出课题。

第十七章波粒二象性17.1能量量子化【教學目標】1．知道什麼是黑體與黑體輻射。

2．瞭解“紫外災難”。

3．知道什麼叫能量子及其含意。

重點：黑體輻射的實驗規律能量量子化難點：黑體輻射的理解【自主預習】1.我們周圍的一切物體都在輻射電磁波，這種輻射與物體的________有關，所以叫做熱輻射。

2．如果某種物體能夠________入射的各種波長的電磁波而不發生________，這種物體就是絕對黑體，簡稱黑體。

黑體輻射電磁波的強度按波長的分佈只與黑體的________有關。

3．普朗克假說：振動著的帶電微粒的能量只能是某一最小能量值ε的________。

當帶電微粒輻射或吸收能量時，也是以這個最小能量值為單位________地輻射或吸收的。

這個不可再分的最小能量值ε叫做________，ε＝________，ν是電磁波的頻率，h是一個常量，後被稱為普朗克常量。

其值為h＝________ J·s。

4.黑體與黑體輻射(1)熱輻射①定義：我們周圍的一切物體都在輻射電磁波，這種輻射與物體的溫度有關，所以叫熱輻射。

②熱輻射的特點物體在任何溫度下都會發射電磁波，熱輻射強度按波長的分佈情況隨物體的溫度而有所不同。

當物體溫度較低時(如室溫)，熱輻射的主要成分是波長較長的電磁波(在紅外線區域)，不能引起人的視覺；當溫度升高時，熱輻射中較短波長的成分越來越強，可見光所占份額增大。

(2)黑體①定義：在熱輻射的同時，物體表面還會吸收和反射外界射來的電磁波。

如果一個物體能夠完全吸收投射到其表面的各種波長的電磁波而不發生反射，這種物體就是絕對黑體，簡稱黑體。

②黑體輻射的特性：黑體輻射電磁波的強度按波長的分佈只與黑體的溫度有關。

5.黑體輻射的實驗規律(1)溫度一定時，黑體輻射強度隨波長的分佈有一個極大值。

(2)隨著溫度的升高①各種波長的輻射強度都有增加；②輻射強度的極大值向波長較短的方向移動，黑體一般物體熱輻射特點輻射電磁波的強度按波長(或頻率)的分佈只與黑體的溫度有關輻射電磁波的情況與溫度、材料的種類及表面狀況有關吸收及反射特點完全吸收各種入射電磁波，不反射既吸收，又反射，其能力與材料的種類及入射波長等因素有關【典型例題】選修3-5【例1】黑體輻射的實驗規律如圖17－1－3所示，由圖可知 ()A．隨溫度升高，各種波長的輻射強度都有增加B．隨溫度降低，各種波長的輻射強度都有增加C．隨溫度升高，輻射強度的極大值向波長較短的方向移動D．隨溫度降低，輻射強度的極大值向波長較長的方向移動【例2】．關於對普朗克能量子假說的認識，下列說法正確的是()A．振動著的帶電微粒的能量只能是某一能量值εB．帶電微粒輻射或吸收的能量只能是某一最小能量值的整數倍C．能量子與電磁波的頻率成正比D．這一假說與現實世界相矛盾，因而是錯誤的【例3】．紅光和紫光相比()A．紅光光子的能量較大；在同一種介質中傳播時紅光的速度較大B．紅光光子的能量較小；在同一種介質中傳播時紅光的速度較大C．紅光光子的能量較大；在同一種介質中傳播時紅光的速度較小D．紅光光子的能量較小；在同一種介質中傳播時紅光的速度較小【例4】光是一種電磁波，可見光的波長的大致範圍是400—700 nm、400 nm、700 nm電磁輻射的能量子的值各是多少？【課後練習】1．關於對黑體的認識，下列說法正確的是( )A ．黑體只吸收電磁波，不反射電磁波，看上去是黑的B ．黑體輻射電磁波的強度按波長的分佈除與溫度有關外，還與材料的種類及表面狀況有關C ．黑體輻射電磁波的強度按波長的分佈只與溫度有關，與材料的種類及表面狀況無關D ．如果在一個空腔壁上開一個很小的孔，射入小孔的電磁波在空腔內表面經多次反射和吸收，最終不能從小孔射出，這個空腔就成了一個黑體2．關於對熱輻射的認識，下列說法中正確的是( )A ．熱的物體向外輻射電磁波，冷的物體只吸收電磁波B ．溫度越高，物體輻射的電磁波越強C ．輻射強度按波長的分佈情況只與物體的溫度有關，與材料種類及表面狀況無關D ．常溫下我們看到的物體的顏色就是物體輻射電磁波的顏色3．紅、橙、黃、綠四種單色光中，光子能量最小的是( )A ．紅光B ．橙光C ．黃光D ．綠光4．某種光的光子能量為E ，這種光在某一種介質中傳播時的波長為λ，則這種介質的折射率為( )A.λE hB.λE chC.ch λED.h λE5．某雷射器能發射波長為λ的鐳射，發射功率為P ，c 表示光速，h 表示普朗克常量，則雷射器每秒發射的能量子數為( )A.Pc hλB.hc λC.λP hcD.λc hP6．2006年度諾貝爾物理學獎授予了兩名美國科學家，以表彰他們發現了宇宙微波背景輻射的黑體譜形狀及其溫度在不同方向上的微小變化。

《能量量子化：物理学的新纪元》教学设计江夏一中蔡绍发【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】导学案，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。

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。

”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。