2019-2020年新課標(biāo)人教版3-5選修三17.1《能量量子化》WORD教案1.doc
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2019-2020年新課標(biāo)人教版3-5選修三17.1《能量量子化》WORD教案1 新課標(biāo)要求 1.內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn) (1)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(diǎn)。體會(huì)量子論的建立深化了人們對(duì)于物質(zhì)世界的認(rèn)識(shí)。 (2)通過(guò)實(shí)驗(yàn)了解光電效應(yīng)。知道愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程以及意義。 (3)了解康普頓效應(yīng)。 (4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明光的波粒二象性。知道光是一種概率波。 (5)知道實(shí)物粒子具有波動(dòng)性。知道電子云。初步了解不確定性關(guān)系。 (6)通過(guò)典型事例了解人類直接經(jīng)驗(yàn)的局限性。體會(huì)人類對(duì)世界的探究是不斷深入的。 例1 通過(guò)電子衍射實(shí)驗(yàn),初步了解微觀粒子的波粒二象性,體會(huì)人類對(duì)于物質(zhì)世界認(rèn)識(shí)的不斷深入。 2.活動(dòng)建議 閱讀有關(guān)微觀世界的科普讀物,寫出讀書體會(huì)。 新課程學(xué)習(xí) 17.1 能量量子化:物理學(xué)的新紀(jì)元 ★新課標(biāo)要求 (一)知識(shí)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(shí)驗(yàn)規(guī)律,了解黑體熱輻射的強(qiáng)度與波長(zhǎng)的關(guān)系 3.了解能量子的概念 (二)過(guò)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(diǎn)。體會(huì)量子論的建立深化了人們對(duì)于物質(zhì)世界的認(rèn)識(shí)。 (三)情感、態(tài)度與價(jià)值觀 領(lǐng)略自然界的奇妙與和諧,發(fā)展對(duì)科學(xué)的好奇心與求知欲,樂(lè)于探究自然界的奧秘,能體驗(yàn)探索自然規(guī)律的艱辛與喜悅。 ★教學(xué)重點(diǎn) 能量子的概念 ★教學(xué)難點(diǎn) 黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律 ★教學(xué)方法 教師啟發(fā)、引導(dǎo),學(xué)生討論、交流。 ★教學(xué)用具: 投影片,多媒體輔助教學(xué)設(shè)備 ★課時(shí)安排 1 課時(shí) ★教學(xué)過(guò)程 (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(jiàn)課件。) 19世紀(jì)末頁(yè),牛頓定律在各個(gè)領(lǐng)域里都取得了很大的成功:在機(jī)械運(yùn)動(dòng)方面不用說(shuō),在分子物理方面,成功地解釋了溫度、壓強(qiáng)、氣體的內(nèi)能。在電磁學(xué)方面,建立了一個(gè)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(dāng)時(shí)許多物理學(xué)家都沉醉于這些成績(jī)和勝利之中。他們認(rèn)為物理學(xué)已經(jīng)發(fā)展到頭了。 1900年,在英國(guó)皇家學(xué)會(huì)的新年慶祝會(huì)上,著名物理學(xué)家開爾文作了展望新世紀(jì)的發(fā)言:“科學(xué)的大廈已經(jīng)基本完成,后輩的物理學(xué)家只要做一些零碎的修補(bǔ)工作就行了?!? 也就是說(shuō):物理學(xué)已經(jīng)沒(méi)有什么新東西了,后一輩只要把做過(guò)的實(shí)驗(yàn)再做一做,在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的小數(shù)點(diǎn)后面在加幾位罷了! 但開爾文畢竟是一位重視現(xiàn)實(shí)和有眼力的科學(xué)家,就在上面提到的文章中他還講到: “但是,在物理學(xué)晴朗天空的遠(yuǎn)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(shí)驗(yàn)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(duì)論。經(jīng)典物理學(xué)的大廈被徹底動(dòng)搖,物理學(xué)發(fā)展到了一個(gè)更為遼闊的領(lǐng)域。正可謂“山重水復(fù)疑無(wú)路, 柳暗花明又一村”。 點(diǎn)出課題:我們這節(jié)課就來(lái)體驗(yàn)物理學(xué)新紀(jì)元的到來(lái)――能量量子化的發(fā)現(xiàn) (二)進(jìn)行新課 1.黑體與黑體輻射 教師:在了解什么是黑體與黑體輻射之前,請(qǐng)同學(xué)們先閱讀教材,了解一下什么是熱輻射。 學(xué)生:閱讀教材關(guān)于熱輻射的描述。 教師:通過(guò)課件展示,加深學(xué)生對(duì)熱輻射的理解。并通過(guò)課件展示,使學(xué)生進(jìn)一步了解熱輻射的特點(diǎn),為黑體概念的提出準(zhǔn)備知識(shí)。 (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(zhǎng)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)。 例如:鐵塊 溫度↑ 從看不出發(fā)光到暗紅到橙色到黃白色 從能量轉(zhuǎn)化的角度來(lái)認(rèn)識(shí),是熱能轉(zhuǎn)化為電磁能的過(guò)程。 (2)黑體 教師:除了熱輻射之外,物體表面還會(huì)吸收和反射外界射來(lái)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。 黑體模型 概念:能全部吸收各種波長(zhǎng)的電磁波而不發(fā)生反射的物體,稱為絕對(duì)黑體,簡(jiǎn)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,可近似看作黑體。如圖所示。 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)。 2.黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律 教師:引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材“黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律”,接合課件展示,講解黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律。如圖所示。 黑體熱輻射的強(qiáng)度與波長(zhǎng)的關(guān)系:隨著溫度的升高,一方面,各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都有增加,另一方面,輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)。 教師:提出問(wèn)題,設(shè)置疑問(wèn)。怎樣解釋黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律呢? 在新的理論誕生之前,人們很自然地要依據(jù)熱力學(xué)和電磁學(xué)規(guī)律來(lái)解釋。德國(guó)物理學(xué)家維恩和英國(guó)物理學(xué)家瑞利分別提出了輻射強(qiáng)度按波長(zhǎng)分布的理論公式。結(jié)果導(dǎo)致理論與實(shí)驗(yàn)規(guī)律不符,甚至得出了非常荒謬的結(jié)論,當(dāng)時(shí)被稱為“紫外災(zāi)難”。 課件展示:瑞利--金斯線。見(jiàn)課件。 0 1 2 3 4 5 6 (μm) 1700K 1500K λ 1300K 1100K 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 3.能量子:超越牛頓的發(fā)現(xiàn) 教師:利用已有的理論解釋黑體輻射的規(guī)律,導(dǎo)致了荒謬的結(jié)果。必然會(huì)促使人們?nèi)グl(fā)現(xiàn)新的理論。這就是能量子概念。 1900年,德國(guó)物理學(xué)家普朗克提出能量量子化假說(shuō):輻射黑體分子、原子的振動(dòng)可看作諧振子,這些諧振子可以發(fā)射和吸收輻射能。但是這些諧振子只能處于某些分立的狀態(tài),在這些狀態(tài)中,諧振子的能量并不象經(jīng)典物理學(xué)所允許的可具有任意值。相應(yīng)的能量是某一最小能量ε(稱為能量子)的整數(shù)倍,即:ε, 1ε,2ε,3ε,... nε,n為正整數(shù),稱為量子數(shù)。 對(duì)于頻率為ν的諧振子最小能量為 這個(gè)最小能量值,就叫做能量子 課件展示:普朗克的能量子假說(shuō)和黑體輻射公式 (1)黑體輻射公式1900.10.19 普朗克在德國(guó)物理學(xué)會(huì)會(huì)議上提出一個(gè)黑體輻射公式 普朗克后來(lái)又為這種與經(jīng)典物理格格不入的觀念深感不安,只是在經(jīng)過(guò)十多年的努力證明任何復(fù)歸于經(jīng)典物理的企圖都以失敗而告終之后,他才堅(jiān)定地相信h的引入確實(shí)反映了新理論的本質(zhì)。 1918年普朗克榮獲了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。 他的墓碑上只刻著他的姓名和 黑體輻射的研究卓有成效地展現(xiàn)在人們的眼前,紫外災(zāi)難的疑點(diǎn)找到了,為人類解決了一大難題。使熱愛(ài)科學(xué)的人們又一次倍感欣慰,但真理與謬誤之爭(zhēng)就此平息了嗎? 沒(méi)有。 物理難題:1888年,霍瓦(Hallwachs)發(fā)現(xiàn)一個(gè)帶負(fù)電的金屬板被紫外光照射會(huì)放電。近10年以后,1897年,湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子 ,此時(shí),人們認(rèn)識(shí)到那就是從金屬表面射出的電子,后來(lái),這些電子被稱作光電子(photoelectron),相應(yīng)的效應(yīng)叫做光電效應(yīng)。人們本著對(duì)光的完美理論(光的波動(dòng)性、電磁理論)進(jìn)行解釋會(huì)出現(xiàn)什么結(jié)果?明天,我們就繼續(xù)學(xué)習(xí)“科學(xué)的轉(zhuǎn)折:光的粒子性” (三)課堂小結(jié) 教師活動(dòng):讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請(qǐng)一個(gè)同學(xué)到黑板上總結(jié),其他同學(xué)在筆記本上總結(jié),然后請(qǐng)同學(xué)評(píng)價(jià)黑板上的小結(jié)內(nèi)容。 學(xué)生活動(dòng):認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容,并把自己這節(jié)課的體會(huì)寫下來(lái)、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié),看誰(shuí)的更好,好在什么地方。 點(diǎn)評(píng):總結(jié)課堂內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)能力。 教師要放開,讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容,允許內(nèi)容的順序不同,從而構(gòu)建他們自己的知識(shí)框架。 (四)作業(yè):“問(wèn)題與練習(xí)”1、2、3題 ★教學(xué)體會(huì) 思維方法是解決問(wèn)題的靈魂,是物理教學(xué)的根本;親自實(shí)踐參與知識(shí)的發(fā)現(xiàn)過(guò)程是培養(yǎng)學(xué)生能力的關(guān)鍵,離開了思維方法和實(shí)踐活動(dòng),物理教學(xué)就成了無(wú)源之水、無(wú)本之木。學(xué)生素質(zhì)的培養(yǎng)就成了鏡中花,水中月。- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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