人教版（）高中物理必修3第13章第5节能量量子化教案 (34张PPT)

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人教版高中物理必修第三册精品课件第13章电磁感应与电磁波初步 5.能量量子化

值之间的中间值,经典物理学的观点是怎样的?
要点提示根据经典理论,随着不断向外辐射能量,电子的能量减少,电子绕
原子核运行的轨道半径连续地减小,于是电子将沿着螺旋线的轨道落入原
子核。
知识归纳
1.能级:原子的能量是量子化的,这些量子化的能量值叫作能级。
2.原子处于能量最低的状态是最稳定的。
3.原子获得能量有可能跃迁到较高的能量状态,这些状态的原子是不稳定
能量值为单位一份一份地吸收或辐射,这样的一份最小能量值ε叫作能量
子,ε=hν,其中h叫作普朗克常量,实验测得h=6.63×10-34 J·s,ν为电磁波的
频率。
(2)能量量子化:在宏观尺度内研究物体的运动时我们可以认为物体的运动
是连续的,能量变化是连续的,不必考虑量子化;在研究微观粒子时必须考
虑量子化。
目录索引
基础落实•必备知识全过关
重难探究•能力素养全提升
学以致用•随堂检测全达标
基础落实•必备知识全过关
一、热辐射
温度
1.定义:我们周围的一切物体都在辐射电磁波,这种辐射与物体的________
任何物体在任何温度下均发生热辐射
有关,所以叫热辐射。
2.辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而有所不同。
A.热的物体向外辐射电磁波,冷的物体只吸收电磁波
B.一般温度越高,物体辐射的电磁波越强
C.辐射强度按波长的布情况只与物体的温度有关,与材料种类及表面状
况无关
D.常温下我们看到的物体的颜色就是物体辐射电磁波的颜色
解析一切物体都不停地向外辐射电磁波,且一般温度越高,辐射的电磁波
越强,A错误,B正确;选项C是黑体辐射的特性,C错误;常温下看到的物体的
3.除了热辐射外,物体表面还会吸收和反射外界射来的电磁波。常温下我

13.5能量量子化课件-人教版(2019)必修第三册(共27张PPT)

电磁波是变化的电场或磁场相互激发产生的。
环节一：热辐射
物体内变化的电场或磁场是怎么产生的呢？提示：一切物体内都存在不停运动的带电微粒，带电微粒的振动产生变化的电磁场，就会向外辐射电磁波。热辐射有什么特点呢？
环节一：热辐射
大量实验结果表明，物体辐射的电磁波，其辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而有所不同，温度升高时，热辐射中波长较短的成分越来越强。
环节三：能量量子化
能量是一份一份的，我们称为量子化。“量子化”和 “连续”是对立的。
我们的生活中也有连续和不连续的事物变化，你能不能找到一个实例，来区别“连续”和“量子化”？
环节三：能量量子化
环节四：量子化的发展
爱因斯坦把能量子假设进行了推广，认为电磁场本身就是不连续的。也就是说，光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为ν的光的能量子为hν，h为普朗克常量。这些能量子后来被叫作光子。爱因斯坦的光子说，成功地解释了光电效应现象。
环节四：量子化的发展
氢原子光谱
环节四：量子化的发展
微观世界中能量取分立值的观念也适用于原子系统。当电子在不同的轨道上运动时，原子处于不同的状态，原子在不同的状态中具有不同的能量，所以原子的能量也是量子化的。这些量子化的能量值叫作能级。原子的这些具有确定能量的稳定状态，称为定态。能量最低的状态叫作基态，其他的状态叫作激发态。
环节二：黑体辐射
黑体虽然不反射电磁波，但却可以向外辐射电磁波。黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与它的温度有关。
黑体虽然是一个模型，但在现实生活中，有很多物体，它们反射的电磁波和辐射的电磁波相比很少的话，我们就可以把它们当成是黑体。
环节二：黑体辐射
烟煤开孔的黑盒子远处的窗口

人教版高中物理必修第3册 13.5《能量量子化》教学设计

13.5能量量子化一、教材分析能量量子化这一节是必修第三册的最后一节，本节课介绍近代物理知识非常重要的内容，丰富所有学生的视野，也为接下来学习物理选修课程的学生做好铺垫。

本节内容的核心是从黑体辐射的研究到量子化思想的提出。

通过对热辐射、黑体辐射的研究，重温科学家们独特的思维方式，培养学生大胆、创新的能力。

希望引导学生学会利用能量子的思想理解客观世界，重视发挥物理学史的教育功能，让学生了解量子力学的初期的探索历程。

树立正确的科学观念。

二、学情分析上一节课学生已经学习了电磁波，知道了电磁波谱，简单知道了各种电磁波的辐射规律。

对于学生来说熟悉"一切自然过程都是连续的"这条原理。

普朗克开创性的新思想是与经典理论相违背的，它打破了经典物理传统观念对人们的长期束缚，这就为人们建立新的概念，探索新的理论开拓了一条新路。

在他的假设的启发下，许多现象得到了解释。

三、教学目标（一）物理观念1.通过实验了解黑体辐射2.了解黑体辐射研究的历史脉络3.了解能量子、能级等概念（二）科学思维体验从无到有的科学创新思维（三）科学探究经历能量子的探究过程，领会这一科学概念的创新性突破中蕴含的伟大科学思想。

（四）科学态度与责任了解宏观物体和微观粒子的能量变化特点，体会量子理论的建立极大地丰富和深化了人们对于物质世界的认识。

四、教学重点1.黑体辐射及其研究的历史脉络2.能量子的概念五、教学难点1.黑体辐射的定义。

2.能量子概念的理解。

3.光子、原子的能量也是量子化的规律。

六、教学流程七、教学过程（一）创设情境，提出问题19世纪末，经典物理学经历了长足的发展，在力学、热学、电磁学等领域都取得了很大的成功当时许多物理学家都沉醉于这些成绩和胜利之中，认为物理学已经发展到头了。

著名的物理学家开尔文说科学的大厦已经基本完成，后辈的物理学家只要做一些零碎的修补工作就行了。

但是，在物理学晴朗天空的远处，还有两朵令人不安的乌云。

13.5能量量子化教学设计-2024-2025学年高二上学期物理人教版(2019)必修第三册

过程：
开场提问：“你们知道什么是能量量子化吗？它与我们的生活有什么关系？”
展示一些关于能量量子化的图片或视频片段，让学生初步感受其魅力。
简短介绍能量量子化的基本概念和重要性，为接下来的学习打下基础。
2. 能量量子化基础知识讲解（10分钟）
目标：让学生了解能量量子化的基本概念、组成部分和原理。
过程：
讲解能量量子化的定义，包括其主要组成元素或结构。
2. 能力层面：学生通过本节课的学习，将提高运用量子理论解决实际问题的能力，培养科学思维；
3. 素质层面：学生将在探究过程中，培养科学态度与责任感，激发对科学研究的热爱；
4. 行为习惯：教师需关注学生的学习习惯，通过课堂提问、小组讨论等方式，提高学生的课堂参与度和注意力。
四、教学资源
1. 硬件资源：
- 引导学生思考能量量子化在日常生活中的应用，如太阳能电池等。
二、核心素养目标
1. 物理观念：通过能量量子化的学习，使学生建立量子物理的基本观念，理解微观世界的本质特征，认识到经典物理与量子物理的差异性。
2. 科学思维：培养学生运用量子理论分析问题，提高逻辑推理和批判性思维能力，形成科学探究的方法。
5. 课堂展示与点评（15分钟）
目标：锻炼学生的表达能力，同时加深全班对能量量子化的认识和理解。
过程：
各组代表依次上台展示讨论成果，包括主题的现状、挑战及解决方案。
其他学生和教师对展示内容进行提问和点评，促进互动交流。
教师总结各组的亮点和不足，并提出进一步的建议和改进方向。
6. 课堂小结（5分钟）
目标：回顾本节课的主要内容，强调能量量子化的重要性和意义。
提示：激光的相干性源于光子能量的量子化。
解答：激光具有相干性，因为其光子具有相同的频率和相位。

人教版高中物理必修第三册精品课件第13章电磁感应与电磁波初步 5 能量量子化

也可以很明亮,选项B错误,C正确。黑体辐射电磁波的强度按
波长的分布只与黑体的温度有关,与构成黑体的材料、形状
无关,而一般材料的物体辐射电磁波的情况除与温度有关外,
还与材料的种类和表面情况有关,选项D正确。
误区警示
电磁波的辐射和吸收
(1)比较辐射、吸收,首先要分清是黑体还是一般物体。
(2)随着温度的升高,黑体辐射强度的极大值向波长较短的
这说明同一物体在一定温度下所辐射的能量,在不同光谱区
域的分布是不均匀的,而且温度越高,光谱中与能量最大的辐
射相对应的频率也越高。因此,火焰颜色也随之而改变。
典例剖析
【例1】 (多选)下列说法正确的是(
)
A.只有温度高的物体才会有热辐射
B.黑体只是从外界吸收能量,从不向外界辐射能量
C.黑体可以看起来很明亮,是因为黑体可以有较强的辐射
5
能量量子化
素养·目标定位
课前·基础认知
课堂·重难突破
随堂训练
素养•目标定位
目标素养
1.了解什么是热辐射及热辐射的特性,知道什么是黑体与黑体
辐射。
2.了解黑体辐射的实验规律,知道黑体辐射的强度与波长的关
系。
3.知道能量子概念,知道能量是量子化的。知道光的能量是不
连续的。
4.了解原子的能级,知道原子的能量也是量子化的。
2.爱因斯坦的光子说。
(1)内容。
光不仅在发射和吸收时能量是一份一份的,而且光本身就是
由一个个不可分割的能量子组成的,频率为ν的光的能量子为
hν,这些能量子称为光子。
(2)光子能量。
公式为ε=hν,其中ν指光的频率。
宏观物体和微观物体的能量都是不连续的,对吗?
提示:不对。宏观物体的能量可以认为是连续的,微观物体

新教材高中物理第13章电磁感应与电磁波初步5能量量子化pptx课件新人教版必修第三册

是一个常量，称为普朗克常量。 3．普朗克认为微观粒子的能量是___量__子__化___的，是不连续(分立)
的。 4．爱因斯坦的光子说：光是一个个不可分割的能量子组成的，频
率为ν的光的能量子为____h_ν___，这些能量子被叫作__光__子____。
『判一判』 (4)普朗克认为微观粒子的能量是量子化的。( √ ) (5)根据普朗克理论可知，光不是一种波。 ( × )
解析：物体在某一温度下能辐射不同波长的电磁波，故A错误；黑体辐射的强度与温度有关，温度越高，则辐射强度的极大值也就越大。当铁块呈现黑色时，是由于它的辐射强度的极大值对应的波长段在红外部分，甚至波长更长，说明它的温度不太高，故B正确；当铁块的温度较高时会呈现赤红色，说明此时辐射的电磁波中该颜色的光强度最强，故C正确；太阳早、晚时分呈现红色，而中午时分呈现白色，是由于大气吸收与反射了部分光的原因，不能说明中午时分太阳温度最高，故D 错误。故选BC。
答案：根据热辐射规律可知，人的体温的高低，直接决定了这个人辐射的红外线的频率和强度。通过监测被测者辐射的红外线的情况就知道这个人的体温。
知识点 2 能量子 1．定义：振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的
___整__数___倍。这个不可再分的最小能量值ε叫作能量子。 2．能量子的大小：ε＝___h、激发态等概念。 1.了解黑体辐射、一般辐射的特点。2.理解能量量子化、轨科学思维道量子化，初步了解量子理论。
课前预习反馈
知识点 1 热辐射 1．热辐射的概念：物体具有的与__温__度____有关的辐射电磁波的方
式。 2．热辐射规律：物体在室温时，热辐射的主要成分是波长
__较__长____的电磁波，当温度升高时，热辐射中波长较___短___的成分越来越强。

13.5《能量量子化》课件-人教版(2019)高中物理必修第三册

温度
______而有所不同。
电磁波
3．黑体：能够完全吸收入射的各种波长的__________而
不发生________的物体。
反射
4．黑体辐射规律：黑体虽然不反射电磁波，但是却可以
波长
向外辐射电磁波，而且辐射电磁波的强度按________的分布只
温度
与它的________有关。
5 .解释：人们很自然地要依据热学和电磁学的知识寻求黑
时分太阳温度最高，D错误。
探究解惑
注重过程提高能力
探究二：普朗克的能量子观点与宏观世界中我们对能量的认识有
什么不同?
1、宏观世界中我们认为能量可以是任意值,是连续的；普朗
克的“能量子”观点则认为能量是一份一份的,每一份是一个最小能
量单位,大小为 ε=hν，即能量不是连续的。
2、宏观世界中我们认为能量是连续的是因为每一个能量子的
经典
体辐射的理论解释，但是，用_____的电磁理论解释时遇到了严
重的困难。
自学感知
梳理教材夯实基础
二、能量子
1．定义：振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的
________倍。这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子。
整数
2．能量子的大小：ε＝________，其中______是电磁波的频率，h
A.吸收光子,吸收光子的能量等于两能级之差
B.吸收光子,能量减少
C.放出光子,能量增加
D.放出光子,能量减少
答案：A
)
解析：氢原子能级越高对应的能量越大,当氢原子从较低
能级向较高能级跃迁时吸收光子,能量增加,吸收光子的能量
等于两能级之差,A正确,B、C、D错误。
课堂小结
子是不稳定的,会自发地向能量较低的能级跃迁，同时放出光子,能

13.5能量量子化人教版人教版高中物理必修第三册PPT课件

必修三
13.5 能量量子化
【学习目标】 1.了解热辐射和黑体辐射。 2.知道能量子和普朗克常量。 3.了解能级及原子光谱。
【引入】
铁块从发热到发光的颜色变化
一、热辐射
1.热辐射：一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与温度有关。 2.热辐射规律：温度越高，热辐射中波长较短的成分越强
3.黑体: (1)定义: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。 (2)特点: ①黑体只向外_辐__射__电磁波,不_反__射__电磁波。 ②黑体辐射电磁波的强度按_波__长__的分布只与它的 _温__度__有关。
2、能量的变化：轻核聚变后，比结合能增加，反应中会释放能量。 2、公式： ②气体的质量和压强都不变。
斗争。最后他不得不承认：微观世界的某些规律在我们宏四、宇宙的演化
4、实现的方法有: 把原子核加热到很高的温度。所以聚变反应又叫热核反应。 8.1气体的等温变化式中V1、T1和V2、T2分别表示气体在1（初态）、2（末态）两个不同状态下的压强和温度。
一切物体均在不停地辐射红外线
子从高能态向低能态跃迁时放出的光子的能量,等于前后两振动着的带电微粒的能量只能是某一能量值ε
原子光谱:由于原子的_____是分立的,所以放出的光子的_____也是分立的,因此原子的_________只有一些分立的亮线。
个能级之__差_。
3.原子光谱:由于原子的_能__级__是分立的,所以放出的光子的_能__量__也是分立的,因此原子的__发_射___光_谱__只有一些分立的亮线。
B.一切物体均在不停地辐射红外线 626 070 15×10-34 J·s(一般取h=6.
了解热辐射和黑体辐射。这个不可再分的最小能量值 ε叫作能量子黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关