普朗克黑體輻射理論 教學設計 高二下學期物理人教版（2019）選擇性必修第三冊

教學設計

課程基本信息學科物理年級二年級學期春季課題普朗克黑體輻射理論教學目標1.知道黑體及黑體輻射，知道黑體輻射的實驗規(guī)律和理論解釋；2.了解能量子假說，體會假說在科學解釋中的作用；3.了解宏觀、微觀粒子能量變化的特點，體會量子化對人類認識物質世界的影響。教學內容教學重點：1.能量子的概念

教學難點：1.黑體輻射實驗規(guī)律的量子化解釋。教學過程一、新課引入19世紀末，經典物理學在各個領域都取得了很大的成功，比如在力學、熱學和電磁學，當時許多物理學家都沉醉于這些成績和勝利之中，認為物理學已經發(fā)展到頭了。 開爾文勛爵也說道：科學的大廈已經基本完成，后輩的物理學家只要做一些零碎的修補工作就行了。但是，在物理學晴朗天空的遠處，還有兩朵令人不安的烏云。但就是這兩朵烏云，澆灌出了兩個重要的理論，量子力學和相對論。本課要學習的就是量子理論的第一步是如何踏出的。二．新課講解1.熱輻射在爐火旁邊，會感到溫暖，火爐以輻射的形式向外輻射能量，即使火焰熄滅了，火爐仍然向外輻射紅外線，只是感受不到。熱輻射：一切物體在任何溫度下都在輻射電磁波，這種輻射與物體的溫度有關。熱輻射的兩條規(guī)律：1.溫度升高，輻射強度變大，溫度降低，輻射強度變??；2.室溫下，輻射電磁波波長較長，高溫下，輻射電磁波波長較短。2.黑體與黑體輻射（1）概念在空腔壁上開一個很小的孔，射入小孔的電磁波在空腔中會發(fā)生多次反射和吸收，最終不能從空腔射出。這個小孔就可以看成一個絕對黑體。定義：如果一個物體在任何溫度下，都能夠完全吸收入射的各種波長的電磁波而不發(fā)生反射，則稱這種物體為絕對黑體，簡稱黑體。黑體輻射電磁波的規(guī)律只與黑體的溫度有關，因而可以反映某種具有普通意義的客觀規(guī)律。（2）實驗探究按照當時物理學的認識，每個帶電微粒的振動都產生變化的電磁場，從而產生電磁輻射。于是，人們很自然地要依據(jù)熱學和電磁學的知識尋求黑體輻射的理論解釋。維恩公式在短波部分與實驗結果吻合得很好，但長波卻不行。瑞利公式在長波部分與實驗結果比較吻合。但在紫外區(qū)竟算得輻射強度為無窮大。普朗克的大膽假設:①震動著的帶電微粒的能量是某一最小能量的ε的整數(shù)倍；②帶電微粒吸收和輻射能量時，也是以這個最小能量值為單位一份一份地輻射和吸收的；③對于頻率為v的能量子的能量為ε=h②能量子假說的成就普朗克的能量子觀點不僅成功地解決了熱輻射中的難題，而且開創(chuàng)物理學研究新局面，標志著人類對自然規(guī)律的認識已經從從宏觀領域進入微觀領域，為量子力學的誕生奠定了基礎。1918年，普朗克為此獲得了諾貝爾物理學獎。三．鞏固訓練與總結1.聯(lián)系生活實際說說你心中的連續(xù)性與量子化有什么區(qū)別米袋里存放的大米，在我們人類看來，其質量是可以連續(xù)增加的，可以多裝入0.1kg或減少3.1kg。如果讓螞蟻來搬運這些大米，那么它們會認為存放的大米的質量是不連續(xù)的，每次只能1粒1粒地搬運，而不能一次搬運