人教版高中物理選擇性必修第三冊第四章教案學(xué)案

人教版高中物理選擇性必修第三冊第四章教案學(xué)案4.1普朗克黑體輻射理論【學(xué)習(xí)目標(biāo)】一、知識與技能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)度與波長的關(guān)系。3．了解能量子的概念。二、過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)。體會量子論的建立深化了人們對于物質(zhì)世界的認(rèn)識。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)展對科學(xué)的好奇心與求知欲，樂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?！緦W(xué)習(xí)重點(diǎn)】能量子的概念?！緦W(xué)習(xí)難點(diǎn)】黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律?！緦W(xué)習(xí)過程】一、黑體與黑體輻射1．熱輻射現(xiàn)象（1）定義：我們周圍的一切物體都在輻射__________，這種輻射與__________有關(guān)，所以叫熱輻射。（2）特點(diǎn)：熱輻射強(qiáng)度按波長的分布情況隨物體的________而有所不同。室溫時(shí)，熱輻射的主要成分是波長________（填“較長”或“較短”）的電磁波，不能引起人們的視覺；溫度升高時(shí)，________（填“較長”或“較短”）波長的成分越來越強(qiáng)。2．黑體如果某種物體能夠____________入射的各種波長的電磁波而不發(fā)生________，這種物體就是絕對黑體，簡稱黑體。3．黑體輻射：黑體雖然不反射___________，卻可以_________________電磁波，這樣的輻射叫做黑體輻射。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)。注意：（1）黑體是個(gè)____________________。（2）一般物體的輻射與__________、____________、_______________有關(guān)，但黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布只與黑體的______________有關(guān)。二、黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律測量黑體輻射的實(shí)驗(yàn)原理圖加熱空腔使其溫度升高，空腔就成了不同溫度下的黑體，從小孔向外的輻射就是黑體輻射。1．輻射強(qiáng)度按波長分布與溫度的關(guān)系特點(diǎn)：隨溫度的升高①各種波長的輻射強(qiáng)度都在_____________；②輻射強(qiáng)度的最大值向_____________方向移動(dòng)。2．經(jīng)典物理學(xué)所遇到的困難（1）維恩的經(jīng)驗(yàn)公式：__________符合，____________不符合。（2）瑞利-金斯公式：___________符合，_____________荒唐。3．超越牛頓的發(fā)現(xiàn)1900年10月19日，_______________在德國物理學(xué)會會議上提出黑體輻射公式與實(shí)驗(yàn)結(jié)果非常吻合。三、能量子（1）普朗克的假設(shè)：振動(dòng)著的帶電微粒能量只能是某一最小能量值ε的__________，即：能量的輻射或者吸收只能是____________的，這個(gè)不可再分的最小能量值ε叫做__________。（2）能量子公式：ε＝hν，其中ν是電磁波的頻率，h稱為______________，h＝6.62607015×10-34J·s。（3）能量的量子化：在微觀世界中能量是量子化的，或者說是微觀粒子的能量是________的，這種現(xiàn)象叫能量的__________。（4）普朗克假設(shè)的意義：①借助于能量的假說，普朗克得出了黑體輻射的強(qiáng)度按____________的公式，與實(shí)驗(yàn)符合之好令人擊掌叫絕。②普朗克在1900年能把量子列入物理學(xué)，正確地破除了“________________”的傳統(tǒng)觀念，成為新物理學(xué)思想的基石之一。【練習(xí)鞏固】1．下列敘述正確的是（）A．一切物體都在輻射電磁波B．一般物體輻射電磁波的情況只與溫度有關(guān)C．黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布只與黑體溫度有關(guān)D．黑體能夠完全吸收入射的各種波長的電磁波答案：ACD2．關(guān)于對黑體的認(rèn)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(qiáng)度按波長的分布除與溫度有關(guān)外，還與材料的種類及表面狀況有關(guān)C．黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布只與溫度有關(guān)，與材料的種類及表面狀況無關(guān)D．如果在一個(gè)空腔壁上開一個(gè)很小的孔，射入小孔的電磁波在空腔內(nèi)表面經(jīng)多次反射和吸收，最終不能從小孔射出，這個(gè)空腔就成了一個(gè)黑體答案：C3．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．綠光答案：A4．小燈泡的功率P＝1W，設(shè)其發(fā)出的光向四周均勻輻射，平均波長λ＝10-6m，求小燈泡每秒鐘輻射的光子數(shù)是多少？（h＝6.63×10-34J·s）答案：5×1018個(gè)5．下列描繪兩種溫度下黑體輻射強(qiáng)度與波長關(guān)系的圖中，符合黑體輻射實(shí)驗(yàn)規(guī)律的是（）答案：A6．以下宏觀概念中，哪些是“量子化”的（）A．物體的帶電荷量 B．物體的質(zhì)量C．物體的動(dòng)量 D．學(xué)生的個(gè)數(shù)答案：AD7．黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律如圖所示，由圖可知（）A．隨溫度升高，各種波長的輻射強(qiáng)度都增加B．隨溫度降低，各種波長的輻射強(qiáng)度都增加C．隨溫度升高，輻射強(qiáng)度的極大值向波長較短的方向移動(dòng)D．隨溫度降低，輻射強(qiáng)度的極大值向波長較長的方向移動(dòng)答案：ACD8．在實(shí)驗(yàn)室或工廠的高溫爐子上開一小孔，小孔可看作黑體，由小孔的熱輻射特性，就可以確定爐內(nèi)的溫度。如圖所示是黑體的輻射強(qiáng)度與其輻射光波長的關(guān)系圖象，則下列說法正確的是（）A．T1>T2B．T1<T2C．隨著溫度的升高，黑體的輻射強(qiáng)度都有所降低D．隨著溫度的升高，輻射強(qiáng)度的極大值向波長較長方向移動(dòng)答案：A4.2光電效應(yīng)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】一、知識與技能1．通過實(shí)驗(yàn)了解光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律。2．知道愛因斯坦光電效應(yīng)方程以及意義。3．了解康普頓效應(yīng)，了解光子的動(dòng)量。4．了解光既具有波動(dòng)性，又具有粒子性。二、過程與方法經(jīng)歷科學(xué)探究過程，認(rèn)識科學(xué)探究的意義，嘗試應(yīng)用科學(xué)探究的方法研究物理問題，驗(yàn)證物理規(guī)律。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)展對科學(xué)的好奇心與求知欲，樂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?！緦W(xué)習(xí)重點(diǎn)】光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律?！緦W(xué)習(xí)難點(diǎn)】愛因斯坦光電效應(yīng)方程以及意義?！緦W(xué)習(xí)過程】一、光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律1．光電效應(yīng)（1）在光（包括不可見光）的照射下，從物體發(fā)射_________的現(xiàn)象叫做光電效應(yīng)。（2）光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，金屬受光照射后從表面發(fā)射出來的電子叫____電子，實(shí)質(zhì)上光電子是獲得了光的能量的電子，并不是其它粒子。2．光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律（1）當(dāng)入射光頻率減小到某一數(shù)值νc時(shí)，A、K極板間不加反向電壓，電流也為0。νc稱為____________或____________。這就是說，當(dāng)入射光的頻率________截止頻率時(shí)無論光的強(qiáng)度多大，照射時(shí)間多長都不發(fā)生光電效應(yīng)。截止頻率與________________的性質(zhì)有關(guān)。（2）光照不變，增大UAK，G表中電流達(dá)到某一值后不再增大，即達(dá)到飽和值。即存在____________。理解：頻率不變，入射光越強(qiáng)，飽和電流________，單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)越多。（3）如果施加反向電壓，也就是陰極接電源正極、陽極接電源負(fù)極，在光電管兩極間形成使電子減速的電場，電流有可能為0。使光電流減小到0的反向電壓Uc稱為_________________。12mevc同一種金屬，截止電壓只與光的_________有關(guān)。光電子的最大初動(dòng)能只與入射光的____________有關(guān)，入射光的____________無關(guān)。（4）即使入射光的強(qiáng)度非常微弱，只要入射光頻率大于被照金屬的極限頻率，電流表指針也幾乎是隨著入射光照射就立即偏轉(zhuǎn)。即光的照射和光電子的逸出幾乎是_______________。更精確的研究推知，光電子發(fā)射所經(jīng)過的時(shí)間不超過10-9秒（這個(gè)現(xiàn)象一般稱作“光電子的瞬時(shí)發(fā)射”）。對以上現(xiàn)象進(jìn)行總結(jié)：1．對于任何一種金屬，都有一個(gè)____________，入射光的頻率必須________這個(gè)極限頻率，才能發(fā)生光電效應(yīng)，低于這個(gè)頻率就不能發(fā)生光電效應(yīng)；2．當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時(shí)，入射光越強(qiáng)，飽和電流________；3．光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，只隨著入射光的______增大而增大；4．入射光照到金屬上時(shí)，光電子的發(fā)射幾乎是__________的，一般不超過10-9秒。二、光電效應(yīng)經(jīng)典解釋中的疑難逸出功W0：________________________________________________________。（1）矛盾之一：光的能量與___________有關(guān)，而不是由___________決定。這個(gè)問題曾使物理界大為困惑，使經(jīng)典的光的波動(dòng)理論面臨挑戰(zhàn)。（2）矛盾之二：光電效應(yīng)產(chǎn)生的時(shí)間極短，電子吸收光的能量是___________完成的，而不像波動(dòng)理論所預(yù)計(jì)的那樣可能。三、愛因斯坦的光電效應(yīng)理論1．光子說：光不是_________的，而是一份一份的，每一份光叫一個(gè)光子，一個(gè)光子的能量為_________。2．光電效應(yīng)方程為______________________。3．愛因斯坦對光電效應(yīng)的解釋①光強(qiáng)大，光子數(shù)多，釋放的光電子也多，所以光電流也大。②電子只要吸收一個(gè)光子就可以從金屬表面逸出，所以不需時(shí)間的累積。③從方程可以看出光電子初動(dòng)能和照射光的頻率成線性關(guān)系。④從光電效應(yīng)方程中，當(dāng)初動(dòng)能為零時(shí)，可得極限頻率：νc=_____________。4．光電效應(yīng)理論的驗(yàn)證美國物理學(xué)家____________，花了十年時(shí)間做了“光電效應(yīng)”實(shí)驗(yàn)，結(jié)果在1915年證實(shí)了愛因斯坦方程，?的值與理論值完全一致，又一次證明了“光量子”理論的正確。四、康普頓效應(yīng)和光子的動(dòng)量1．光的散射：光在介質(zhì)中與____________相互作用，因而傳播方向____________，這種現(xiàn)象叫做光的散射。2．康普頓效應(yīng)在散射線中，除有與入射波長______________的射線外，還有波長比入射波長_______的射線，人們把這種波長變化的現(xiàn)象叫做康普頓效應(yīng)。五、光的波粒二象性1．光在傳播過程中表現(xiàn)出波動(dòng)性，如_________、_________、________現(xiàn)象。2．光在與物質(zhì)發(fā)生作用時(shí)表現(xiàn)出粒子性，如_______________，_______________。3．光具有_________性，又有_________性，即波粒二象性?！揪毩?xí)鞏固】1．在演示光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，原來不帶電的一塊鋅板與靈敏驗(yàn)電器相連，用弧光燈照射鋅板時(shí)，驗(yàn)電器的指針就張開一個(gè)角度，如圖所示，這時(shí)（）A．鋅板帶正電，指針帶負(fù)電B．鋅板帶正電，指針帶正電C．鋅板帶負(fù)電，指針帶正電D．鋅板帶負(fù)電，指針帶負(fù)電答案：B2．一束黃光照射某金屬表面時(shí)，不能產(chǎn)生光電效應(yīng)，則下列措施中可能使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的是（）A．延長光照時(shí)間B．增大光束的強(qiáng)度C．換用紅光照射D．換用紫光照射答案：D3．關(guān)于光子說的基本內(nèi)容有以下幾點(diǎn)，不正確的是（）A．在空間傳播的光是不連續(xù)的，而是一份一份的，每一份叫一個(gè)光子B．光是具有質(zhì)量、能量和體積的物質(zhì)微粒子C．光子的能量跟它的頻率成正比D．光子客觀并不存在，而是人為假設(shè)的答案：B4．能引起人的視覺感應(yīng)的最小能量為10-18J，已知可見光的平均波長約為0.6μm，則進(jìn)入人眼的光子數(shù)至少為________個(gè)，恰能引起人眼的感覺。答案：35．關(guān)于光電效應(yīng)下述說法中正確的是（）A．光電子的最大初動(dòng)能隨著入射光的強(qiáng)度增大而增大B．只要入射光的強(qiáng)度足夠強(qiáng)，照射時(shí)間足夠長，就一定能產(chǎn)生光電效應(yīng)C．在光電效應(yīng)中，飽和光電流的大小與入射光的頻率無關(guān)D．任何一種金屬都有一個(gè)極限頻率，低于這個(gè)頻率的光不能發(fā)生光電效應(yīng)答案：D4.3原子的核式結(jié)構(gòu)模型【學(xué)習(xí)目標(biāo)】一、知識與技能1．了解陰極射線及電子發(fā)現(xiàn)的過程。2．了解原子結(jié)構(gòu)模型建立的歷史過程及各種模型建立的依據(jù)。3．知道粒子散射實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，及原子核式結(jié)構(gòu)模型的主要內(nèi)容。二、過程與方法1．通過對粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果的討論與交流，培養(yǎng)對現(xiàn)象的分析中歸納中得出結(jié)論的邏輯推理能力。2．通過核式結(jié)構(gòu)模型的建立，體會建立模型研究物理問題的方法，理解物理模型的演化及其在物理學(xué)發(fā)展過程中的作用。3．了解研究微觀現(xiàn)象的方法。三、情感、態(tài)度與價(jià)值觀1．理解人類對原子的認(rèn)識和研究經(jīng)歷了一個(gè)十分漫長的過程，這一過程也是辯證發(fā)展的過程，根據(jù)事實(shí)建立學(xué)說，發(fā)展學(xué)說，或是決定學(xué)說的取舍，發(fā)現(xiàn)新的事實(shí)，再建立新的學(xué)說。人類就是這樣通過光的行為，經(jīng)過分析和研究，逐漸認(rèn)識原子的。2．通過對原子模型演變的歷史的學(xué)習(xí)，感受科學(xué)家們細(xì)致、敏銳的科學(xué)態(tài)度和不畏權(quán)威、尊重事實(shí)、尊重科學(xué)的科學(xué)精神。3．通過對原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識的不斷深入，認(rèn)識到人類對微觀世界的認(rèn)識是不斷擴(kuò)大和加深的，領(lǐng)悟和感受科學(xué)研究方法的正確使用對科學(xué)發(fā)展的重要意義?！緦W(xué)習(xí)重點(diǎn)】1．電子的發(fā)現(xiàn)。2．原子的核式結(jié)構(gòu)模型?！緦W(xué)習(xí)難點(diǎn)】粒子散射實(shí)驗(yàn)?！緦W(xué)習(xí)過程】一、電子的發(fā)現(xiàn)1．陰極射線科學(xué)家用真空度很高的真空管做放電實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)真空管______極發(fā)射出的一種射線，叫做陰極射線。2．陰極射線的特點(diǎn)①在真空中沿________傳播；②碰到物體可使物體發(fā)出________。3．對于陰極射線的本質(zhì)，有大量的科學(xué)家經(jīng)過大量的科學(xué)研究，主要形成了兩種觀點(diǎn)。（1）____________說：代表人物：赫茲。認(rèn)為這種射線的本質(zhì)是一種____________的傳播過程。（2）____________說：代表人物：湯姆孫。認(rèn)為這種射線的本質(zhì)是一種__________________。4．湯姆孫的研究英國物理學(xué)家湯姆孫在研究陰極射線時(shí)發(fā)現(xiàn)了電子。實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，從高壓電場的陰極發(fā)出的陰極射線，穿過D1D2后沿直線打在熒光屏P上。（1）當(dāng)在平行極板上加如圖所示的電場，發(fā)現(xiàn)陰極射線打在熒光屏上的位置向下偏，則可判定，陰極射線帶有_____________。（2）為使陰極射線不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，在平行極板區(qū)域加一磁場，且磁場方向必須垂直紙面向外。當(dāng)滿足條件_________________時(shí)，則陰極射線不發(fā)生偏轉(zhuǎn)。則v=_實(shí)驗(yàn)結(jié)論：陰極射線是__________________。還可求出這種粒子的_________。湯姆孫還發(fā)現(xiàn)用不同材料的陰極做實(shí)驗(yàn)，比荷數(shù)值都_____________。湯姆孫后續(xù)的實(shí)驗(yàn)粗略測出了這種粒子的電荷量確實(shí)與氫離子的電荷量差別不大，證明了湯姆孫的猜測是正確的。湯姆生把新發(fā)現(xiàn)的這種粒子稱之為電子。密立根通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，電荷具有量子化的特征。即任何電荷只能是e的整數(shù)倍。電子的電荷量：e＝___________________C電子的質(zhì)量：m＝____________________kg二、原子的核式結(jié)構(gòu)模型1．粒子散射實(shí)驗(yàn)（1）粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置由__________、__________、__________、熒光屏等幾部分組成，實(shí)驗(yàn)時(shí)從粒子源到熒光屏這段路程應(yīng)處于__________中。（2）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：絕大多數(shù)粒子穿過金箔后_________________________；少數(shù)粒子（約占8000分之一）_________________________；極少數(shù)粒子的偏轉(zhuǎn)超過了______，有的甚至幾乎被撞了回來。2．原子的核式結(jié)構(gòu)模型（1）在原子的中心有一個(gè)很小的核，叫做___________。（2）原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在___________里。（3）帶負(fù)電的電子____________________________________________。三、原子核的電荷與尺度1．原子核的帶電量：原子核的電荷數(shù)＝________________________2．原子核的尺度：原子半徑的數(shù)量級為__________m、原子核半徑數(shù)量級為_________m?！揪毩?xí)鞏固】1．電子的發(fā)現(xiàn)說明（）A．原子是由原子核和電子組成的B．物質(zhì)是帶電的且一定帶負(fù)電C．原子可進(jìn)行再分D．原子核可再分答案：C2．關(guān)于陰極射線，下列說法正確的是（）A．陰極射線就是稀薄氣體導(dǎo)電的輝光放電現(xiàn)象B．陰極射線是在真空管內(nèi)由陰極發(fā)出的電子流C．陰極射線是某一頻率的電磁波D．陰極射線可以直線傳播，也可被電場、磁場偏轉(zhuǎn)答案：BD3．一只陰極射線管，左側(cè)不斷有電子射出，若在管的正下方，放一通電直導(dǎo)線AB，發(fā)現(xiàn)射線徑跡向下偏，則（）A．導(dǎo)線中的電流由A流向BB．導(dǎo)線中的電流由B流向AC．若要使電子束的徑跡往上偏，可以通過改變AB中的電流方向來實(shí)現(xiàn)D．電子束的徑跡與AB中的電流方向無關(guān)答案：BC4．有一電子（電荷量為e）經(jīng)電壓為U0的電場加速后，進(jìn)入兩塊間距為d，電壓為U的平行金屬板間，若電子從兩板正中間垂直電場方向射入，且正好能穿過電場，求：（1）金屬板AB的長度；（2）電子穿出電場時(shí)的動(dòng)能。答案：（1）d（2）e5．提出原子核式結(jié)構(gòu)模型的科學(xué)家是（）A．湯姆孫B．法拉第C．盧瑟福D．奧斯特答案：C6．在用α粒子轟擊金箔的實(shí)驗(yàn)中，盧瑟福觀察到的α粒子的運(yùn)動(dòng)情況是（）A．全部α粒子穿過金屬箔后，仍按原來的方向前進(jìn)B．絕大多數(shù)α粒子穿過金屬箔后，仍按原來的方向前進(jìn)，少數(shù)發(fā)生較大偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)甚至被彈回C．少數(shù)α粒子穿過金屬箔后，仍按原來的方向前進(jìn)，絕大多數(shù)發(fā)生較大偏轉(zhuǎn)，甚至被彈回D．全部α粒子都發(fā)生很大偏轉(zhuǎn)答案：B7．盧瑟福α粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果（）A．證明了質(zhì)子的存在B．證明了原子核是由質(zhì)子和中子組成的C．說明原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在一個(gè)很小的核上D．說明原子的電子只能在某些不連續(xù)的軌道上運(yùn)動(dòng)答案：C8．在α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，沒有考慮α粒子跟電子的碰撞，其原因是（）A．α粒子不跟電子發(fā)生相互作用B．α粒子跟電子相碰時(shí)，損失的能量極少，可忽略C．電子的體積很小，α粒子不會跟電子相碰D．由于電子是均勻分布的，α粒子所受電子作用的合力為零答案：B9．盧瑟福原子核式結(jié)構(gòu)理論的主要內(nèi)容有（）A．原子的中心有個(gè)核，叫做原子核B．原子的正負(fù)電荷都均勻分布在整個(gè)原子中C．原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里D．帶負(fù)電的電子在核外繞核旋轉(zhuǎn)答案：ACD10．在盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，有少數(shù)α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，其原因是（）A．原子的正電荷和絕大部分質(zhì)量集中在一個(gè)很小的核上B．正電荷在原子中是均勻分布的C．原子中存在著帶負(fù)電的電子D．原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中答案：A4.4氫原子光譜和玻爾的原子模型【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．了解光譜的定義和分類。2．了解氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，知道巴耳末系。3．了解經(jīng)典原子理論的困難。4．了解玻爾原子理論的主要內(nèi)容。5．了解能級、能量量子化以及基態(tài)、激發(fā)態(tài)的概念?！緦W(xué)習(xí)重點(diǎn)】1．氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律。2．玻爾原子理論的基本假設(shè)【學(xué)習(xí)難點(diǎn)】1．經(jīng)典理論的困難。2．玻爾理論對氫光譜的解釋【學(xué)習(xí)過程】一、光譜（1）發(fā)射光譜：_______________________________________叫做發(fā)射光譜。發(fā)射光譜可分為兩類：______________和_______________。實(shí)踐證明，原子不同，發(fā)射的明線光譜也不同，每種原子只能發(fā)出具有本身特征的某些波長的光，因此明線光譜的譜線也叫原子的__________________。（2）吸收光譜高溫物體發(fā)出的白光（其中包含連續(xù)分布的一切波長的光）通過物質(zhì)時(shí)，某些波長的光被物質(zhì)吸收后產(chǎn)生的光譜，叫做吸收光譜。既然每種原子都有自己的特征譜線，我們就可以利用它來鑒別物質(zhì)和確定物質(zhì)的組成成分。這種方法稱為________________。它的優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高，樣本中一種元素的含量達(dá)到10-13kg時(shí)就可以被檢測到。二、氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律氫原子是最簡單的原子，其光譜也最簡單。巴耳末公式：__________________________________________________三、經(jīng)典理論的困難矛盾一：無法解釋____________________________________。矛盾二：無法解釋____________________________________。四、玻爾原子理論的基本假設(shè)1．玻爾的原子結(jié)構(gòu)假說（1）軌道量子化與定態(tài)：電子的軌道是量子化的，電子在庫侖力的作用下繞原子核做_______，電子繞原子核運(yùn)轉(zhuǎn)的半徑不是_______，半徑的大小符合_______時(shí)軌道才是可能的，電子在這些軌道上繞核運(yùn)轉(zhuǎn)是_______，不產(chǎn)生_______。原子的能量是量子化的，電子在不同軌道上運(yùn)動(dòng)，原子處于不同的狀態(tài)，對應(yīng)不同的_______，原子的能量也是_______的。（2）幾個(gè)基本概念：_______的能量值叫做能級。原子具有_______的穩(wěn)定狀態(tài)叫定態(tài)。能量_______的狀態(tài)叫做基態(tài)。除_______之外的其他狀態(tài)叫做激發(fā)態(tài)。（3）頻率條件：原子光譜的解釋：當(dāng)電子從能量較高的定態(tài)軌道（能量記為Em）躍遷到能量較低的定態(tài)軌道（能量記為En）時(shí)會輻射出能量為hν的光子。hν=_______，又稱為輻射條件。五、玻爾理論對氫光譜的解釋1．解釋巴耳末公式①按照玻爾理論，從高能級躍遷到低能級時(shí)輻射的光子的能量為hν=__________。②巴耳末公式中的正整數(shù)n和2正好代表能級躍遷之前和之后所處的_________軌道的量子數(shù)n和2。并且理論上的計(jì)算和實(shí)驗(yàn)測量的___________________符合得很好。2．解釋氫原子光譜的不連續(xù)性原子從較高能級向低能級躍遷時(shí)放出光子的能量等于前后_______________，由于原子的能級是_________的，所以放出的光子的能量也是___________的，因此原子的發(fā)射光譜只有一些分立的亮線。六、玻爾理論的局限性1．成功之處玻爾理論第一次將量子觀念引入原子領(lǐng)域，提出了_____________________的概念，成功解釋了氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律。2．局限性保留了_____________的觀念，把電子的運(yùn)動(dòng)仍然看作經(jīng)典力學(xué)描述下的_______運(yùn)動(dòng)。3．電子云原子中的電子沒有確定的坐標(biāo)值，我們只能描述電子在某個(gè)位置出現(xiàn)________的多少，把電子這種概率分布用疏密不同的點(diǎn)表示時(shí)，這種圖象就像_________一樣分布在原子核周圍，故稱___________。【練習(xí)鞏固】1．按照波爾理論，氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道上，有關(guān)能量變化的說法中，正確的是（）A．電子的動(dòng)能變大，電勢能變大，總能量變大B．電子的動(dòng)能變小，電勢能變小，總能量變小C．電子的動(dòng)能變小，電勢能變大，總能量不變D．電子的動(dòng)能變小，電勢能變大，總能量變大答案：D2．欲使處于基態(tài)的氫原子被激發(fā)，下列可行的措施是（）A．用10.2eV的光子照射B．用11eV的光子照射C．用14eV的光子照射D．用11eV的電子碰撞答案：ACD3．一群處于基態(tài)的氫原子吸收某種單色光的光子后，只能發(fā)出頻率為ν1、ν2、ν3的三種光子，且ν1>ν2>ν3，則（）A．被氫原子吸收的光子的能量為hν1B．被氫原子吸收的光子的能量為hν2C．ν1=ν2+ν3D．被氫原子吸收的光子的能量為hν1+hν2+hν3答案：AC4.5粒子的波動(dòng)性和量子力學(xué)的建立【學(xué)習(xí)目標(biāo)】一、知識與技能1．知道德布羅意波的波長和粒子動(dòng)量關(guān)系。2．了解量子力學(xué)的建立過程。二、過程與方法1．了解物理學(xué)研究的基礎(chǔ)是實(shí)驗(yàn)事實(shí)以及實(shí)驗(yàn)對于物理研究的重要性。2．知道某一物質(zhì)在不同環(huán)境下所表現(xiàn)的不同規(guī)律特性。三、情感、態(tài)度與價(jià)值觀1．通過閱讀和教師介紹講解，了解科學(xué)真知的得到并非一蹴而就，需要經(jīng)過一個(gè)較長的歷史發(fā)展過程，不斷得到糾正與修正。2．通過相關(guān)理論的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，逐步形成嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度。3．通過了解電子衍射實(shí)驗(yàn)，了解創(chuàng)造條件來進(jìn)行有關(guān)物理實(shí)驗(yàn)的方法?！緦W(xué)習(xí)重點(diǎn)】實(shí)物粒子和光子一樣具有波粒二象性，德布羅意波長和粒子動(dòng)量關(guān)系?！緦W(xué)習(xí)難點(diǎn)】實(shí)物粒子的波動(dòng)性的理解。【學(xué)習(xí)過程】一、粒子的波動(dòng)性1．德布羅意波任何運(yùn)動(dòng)著的物體，小到電子、質(zhì)子，大到行星、太陽，都有一種波與它相對應(yīng)，這種波叫物質(zhì)波，又叫德布羅意波。物質(zhì)波波長、頻率的計(jì)算公式為λ＝________，ν＝________。例題1：試估算一個(gè)中學(xué)生在跑百米時(shí)的德布羅意波長。解：一個(gè)中學(xué)生的質(zhì)量大約為m≈50kg，百米跑時(shí)的速度約為v≈7m/s，德布羅意波長：1.9×102．我們之所以看不到宏觀物體的波動(dòng)性，是因?yàn)楹暧^物體的動(dòng)量太大，德布羅意波長太____的緣故。3．德布羅意假說是光的波粒二象性的推廣，即光子和實(shí)物粒子都既具有粒子性又具有__________，即具有波粒二象性。與光子對應(yīng)的波是________波，與實(shí)物粒子對應(yīng)的波是________波。二、物質(zhì)波的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證1．1927年戴維森和湯姆孫分別利用晶體做了__________衍射的實(shí)驗(yàn)，從而證實(shí)了________的波動(dòng)性。2．人們陸續(xù)證實(shí)了質(zhì)子、中子以及原子、分子的波動(dòng)性，對于這些粒子，德布羅意給出的ν＝________和λ＝________關(guān)系同樣正確。3．物質(zhì)波的應(yīng)用：______________________________三、量子力學(xué)的建立19、20世紀(jì)之交，人們在_______________、_____________、____________等許多類問題中，都發(fā)現(xiàn)了經(jīng)典物理學(xué)無法解釋的現(xiàn)象。德國物理家海森堡和玻恩等人對玻爾的氫原