2019-2020年高中物理 《揭開黑體輻射的疑云》教案 滬科版選修3-5.doc
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2019-2020年高中物理 《揭開黑體輻射的疑云》教案 滬科版選修3-5 【教學(xué)目標(biāo)】 (一)知識與技能 1.了解什么是熱輻射、熱輻射的特性以及黑體與黑體輻射; 2.了解黑體輻射本領(lǐng)的實驗規(guī)律,了解經(jīng)典物理學(xué)推出的荒謬結(jié)果——“紫外災(zāi)難”; 3.了解能普朗克的量子化假設(shè)及其成就。 (二)過程與方法 通過老師的引導(dǎo)性講解和學(xué)生讀書學(xué)習(xí)達成教學(xué)目標(biāo),同時培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。 (三)情感、態(tài)度與價值觀 通過學(xué)生對所涉及的物理學(xué)史以及科學(xué)家故事的學(xué)習(xí),使學(xué)生體驗科學(xué)發(fā)展的艱難歷程以及科學(xué)研究中創(chuàng)新思維的價值;同時體驗普朗克量子化假設(shè)對人類認識微觀世界和對現(xiàn)代物理學(xué)的革命性影響。 【教學(xué)重點】 動量守恒定律的內(nèi)容理解及簡單應(yīng)用。 【教學(xué)難點】 系統(tǒng)動量守恒的條件理解. 【教學(xué)方法】 采用實驗探究法、啟發(fā)式講授、討論交流 【教學(xué)過程】 引入新科 從19世紀末,大家認為物理學(xué)的大廈已經(jīng)基本竣工。但物理學(xué)晴朗的天空中,卻有兩朵“小小的烏云”。在選修4,我們已經(jīng)了解到“第一朵烏云”引發(fā)了人類時空觀的革命,導(dǎo)致相對論的誕生;這第二朵烏云又是什么?科學(xué)家對它的研究又有什么突破? 第二朵“烏云”——“紫外災(zāi)難” 1、熱輻射現(xiàn)象 固體或液體,在任何溫度下都在發(fā)射各種波長的電磁波,這種現(xiàn)象稱為熱輻射。 ①所輻射電磁波的特征與溫度有關(guān)。 ②熱輻射的本質(zhì):熱能轉(zhuǎn)化為電磁能的過程 任何物體任何溫度均存在熱輻射, 溫度 發(fā)射的能量 ③無論是高溫物體還是低溫物體,都有熱輻射,所輻射的能量及其按波長的分布都隨溫度而變化。 2.、黑體輻射: 能全部吸收各種波長的輻射能而不發(fā)生反射,折射和透射的物體稱為絕對黑體。簡稱黑體。 3、黑體輻射實驗規(guī)律:不同溫度下黑體輻射本領(lǐng)與波長的關(guān)系 實驗中得到的不同溫度下黑體輻射本領(lǐng)與波長的關(guān)系 說明: 黑體是個理想的模型。 例:開孔的空腔,遠處的窗口等可近似看作黑體。 對于黑體,在一定的溫度下的輻射規(guī)律是相同的。 輻射本領(lǐng):即單位時間內(nèi)從黑體的單位面積上輻射的在波長λ附近單位波長范圍內(nèi)的能量。下面圖中縱坐標(biāo)即表示輻射本領(lǐng) 經(jīng)典物理學(xué)得到的規(guī)律與實驗中得到的規(guī)律的對照 經(jīng)典物理學(xué)推出的公式只適用于長波段和短波,而在紫外區(qū)按照經(jīng)典物理學(xué),黑體的輻射本領(lǐng)將趨于無窮大,這與實驗不符,而且近于荒謬——這就是經(jīng)典物理學(xué)的“紫外災(zāi)難”; 黑體輻射實驗的結(jié)果是物理學(xué)晴朗天空中一朵“令人不安的烏云”。 普朗克假設(shè)驅(qū)烏云 普朗克能量子假說 1、普朗克設(shè)想,黑體的空腔是由大量振子組成的,這些振子可以發(fā)射和吸收輻射能。但是這些諧振子只能是某一最小能量hν的整數(shù)倍,即 E= nhν。( n=1,2,3 … ),式中ν為振子的頻率,h是一個常量,后來稱為普朗克常量。 現(xiàn)代實驗測得 h=6.6310-34Js 2、普朗克指出:只有認為振子輻射和吸收的能量是一份一份的,不連續(xù)的,理論計算的結(jié)果才能與實驗事實相符。并稱這樣一份最小能量為能量子。 3、在微觀世界中,能量不能連續(xù)變化,只能取分立值,這種現(xiàn)象叫做能量的量子化。 【案例分析】 教材P.14 案例:計算能量子的值 學(xué)生自讀 n n n 體會經(jīng)典物理學(xué)的適用范圍: 計算結(jié)果表明,能量子的值非常小,在宏觀世界一般觀測不到能量子的效應(yīng),可以認為能量是連續(xù)的,因此經(jīng)典物理學(xué)可以很好的解釋宏觀世界中的物理現(xiàn)象和規(guī)律。 但當(dāng)人們的視野深入到原子以下的微觀世界的時候,就必須考慮能量的量子化了。 【課后作業(yè)】 1、閱讀教材《信息瀏覽》 普朗克與量子論 2、課后練習(xí): 《家庭作業(yè)與活動》1、2、3- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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