普朗克黑體輻射理論 教學(xué)設(shè)計(jì) 高二下學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第三冊(cè)

教學(xué)設(shè)計(jì)

課程基本信息學(xué)科物理年級(jí)二年級(jí)學(xué)期春季課題普朗克黑體輻射理論教學(xué)目標(biāo)1.知道黑體及黑體輻射，知道黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律和理論解釋；2.了解能量子假說(shuō)，體會(huì)假說(shuō)在科學(xué)解釋中的作用；3.了解宏觀、微觀粒子能量變化的特點(diǎn)，體會(huì)量子化對(duì)人類認(rèn)識(shí)物質(zhì)世界的影響。教學(xué)內(nèi)容教學(xué)重點(diǎn)：1.能量子的概念

教學(xué)難點(diǎn)：1.黑體輻射實(shí)驗(yàn)規(guī)律的量子化解釋。教學(xué)過(guò)程一、新課引入19世紀(jì)末，經(jīng)典物理學(xué)在各個(gè)領(lǐng)域都取得了很大的成功，比如在力學(xué)、熱學(xué)和電磁學(xué)，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，認(rèn)為物理學(xué)已經(jīng)發(fā)展到頭了。 開爾文勛爵也說(shuō)道：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。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。但就是這兩朵烏云，澆灌出了兩個(gè)重要的理論，量子力學(xué)和相對(duì)論。本課要學(xué)習(xí)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(huì)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(guān)。熱輻射的兩條規(guī)律：1.溫度升高，輻射強(qiáng)度變大，溫度降低，輻射強(qiáng)度變?。?.室溫下，輻射電磁波波長(zhǎng)較長(zhǎng)，高溫下，輻射電磁波波長(zhǎng)較短。2.黑體與黑體輻射（1）概念在空腔壁上開一個(gè)很小的孔，射入小孔的電磁波在空腔中會(huì)發(fā)生多次反射和吸收，最終不能從空腔射出。這個(gè)小孔就可以看成一個(gè)絕對(duì)黑體。定義：如果一個(gè)物體在任何溫度下，都能夠完全吸收入射的各種波長(zhǎng)的電磁波而不發(fā)生反射，則稱這種物體為絕對(duì)黑體，簡(jiǎn)稱黑體。黑體輻射電磁波的規(guī)律只與黑體的溫度有關(guān)，因而可以反映某種具有普通意義的客觀規(guī)律。（2）實(shí)驗(yàn)探究按照當(dāng)時(shí)物理學(xué)的認(rèn)識(shí)，每個(gè)帶電微粒的振動(dòng)都產(chǎn)生變化的電磁場(chǎng)，從而產(chǎn)生電磁輻射。于是，人們很自然地要依據(jù)熱學(xué)和電磁學(xué)的知識(shí)尋求黑體輻射的理論解釋。維恩公式在短波部分與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合得很好，但長(zhǎng)波卻不行。瑞利公式在長(zhǎng)波部分與實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較吻合。但在紫外區(qū)竟算得輻射強(qiáng)度為無(wú)窮大。普朗克的大膽假設(shè):①震動(dòng)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(shí)，也是以這個(gè)最小能量值為單位一份一份地輻射和吸收的；③對(duì)于頻率為v的能量子的能量為ε=h②能量子假說(shuō)的成就普朗克的能量子觀點(diǎn)不僅成功地解決了熱輻射中的難題，而且開創(chuàng)物理學(xué)研究新局面，標(biāo)志著人類對(duì)自然規(guī)律的認(rèn)識(shí)已經(jīng)從從宏觀領(lǐng)域進(jìn)入微觀領(lǐng)域，為量子力學(xué)的誕生奠定了基礎(chǔ)。1918年，普朗克為此獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。三．鞏固訓(xùn)練與總結(jié)1.聯(lián)系生活實(shí)際說(shuō)說(shuō)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?nèi)祟惪磥?lái)，其質(zhì)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(lái)搬運(yùn)這些大米，那么它們會(huì)認(rèn)為存放的大米的質(zhì)量是不連續(xù)的，每次只能1粒1粒地搬運(yùn)，而不能一次搬運(yùn)