选修3-5《1能量量子化》精品优质课教案设计

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教学目标

1.了解热辐射及其特性,了解黑体及黑体辐射的概念。

2.了解黑体辐射的特点,感悟以实验为基础的科学探究方法。

3.了解能量子的概念及其提出的科学过程,领会这一科学过程中科学家的思想。

4.比较能量量子化的思想与日常人们的认识,体会并接受量子化新观念。

重点难点

黑体辐射的实验规律及初步理解能量量子化的思想。

导入新课

19世纪末,当许多物理学家都沉醉于这些成绩和胜利之中时,物理学上空出现两朵乌云,其中一朵与黑体辐射有关,于是(1900年底)就降生了量子论,使得物理学发展到了一个更为辽阔的领域。正可谓“山重水复疑无路, 柳暗花明又一村”。

主题探究

1:探究黑体与热辐射

问题:阅读教材中的相关内容,回答下列问题。

(1)什么是黑体?黑体与普通物体的区别是什么?

(2)你认为现实世界中有没有理想的黑体?

(3)教材中提到“在研究热辐射规律时,人们特别注意对黑体辐射的研究”。你认为这是为什么呢?

解答:(1)黑体是指能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体。黑体与普通物体的区别在于是否会反射电磁波。

(2)现实世界中不存在理想的黑体,实验中我们把空腔的小孔当作黑体。

(3)一般物体都或多或少会反射各种波长的电磁波,因而其热辐射情况既与温度有关,又与材料及表面状况有关,而黑体的热辐射只与温度有关,可见只有黑体辐射反映的是物体本身热辐射与温度的关系,所以在研究热辐射规律时,人们特别注意对黑体辐射的研究。

知识链接:黑体自身辐射的可见光非常微弱时看上去才是黑的,有些黑体由于较强的辐射,看起来很明亮,如太阳。

2:探究黑体辐射的实验规律

问题:如图所示,图中画出了四种温度下黑体辐射的强度与波长的关系,请据此图总结出黑体辐射与温度的关系。

解答:从题图中可以看出三条规律。第一,任何温度下黑体都会同时辐射各种波长的电磁波;第二,随着温度的升高,黑体辐射不同波长的电磁波的强度都有增加;第三,随着温度的升高,辐射强度的极大值向波长减小的方向移动。

知识链接:十九世纪后半叶,根据辐射强度、波长分布与温度的关系测定钢水的温度的需求推动了黑体辐射的研究。

3:能量的量子化

问题:阅读教材中相关内容,回答下列问题。