新课标高中物理：(教案)能量量子化
1能量量子化-人教版选修3-5教案
能量量子化-人教版选修3-5教案一、教学目标1.了解能量量子化的基本概念，理解能量量子化和发射光电效应的关系；2.掌握布拉格衍射及其原理；3.理解基础粒子、玻尔模型的发展和量子力学的诞生过程。
二、教学重点1.能量量子化的基本概念；2.布拉格衍射及其应用。
三、教学难点1.理解量子化现象的产生原因；2.掌握布拉格衍射的原理及其应用。
四、教学过程第一部分课堂讲授1.能量量子化的基本概念•讲解能量量子化的内容，通过实验解释其产生原因；•介绍能量量子化现象的类别及其物理意义；•告诉学生能量量子化和发射光电效应的关系。
2.布拉格衍射及其应用•介绍布拉格衍射的原理；•讲解Bragg方程中各个符号的含义；•分析布拉格衍射如何用于材料的结构分析。
3.量子力学的发展过程•介绍原子模型的发展历程；•讲解玻尔模型及其不足；•介绍量子力学的基本假设、基本概念和基本方法。
第二部分实验演示1.实验一：测量镁的工作函数由于能量量子化现象的存在，通过测量光电子对应波长的最大能量及其波长，可以求出金属的工作函数，并验证光电效应定律。
该实验重点是实验操作，孩子们需要通过实验观察、测量、计算等方法，确定镁的工作函数值。
2.实验二：布拉格衍射•通过实验观察，让学生了解布拉格衍射现象；•引导孩子们测量、计算布拉格衍射角度。
第三部分课堂讨论1.学生小组分发题卡，提供相关问题，小组内讨论并给出答案，分享给全班。
2.教师对本节课的重点进行复述。
五、作业布置1.回答题卡上的习题；2.总结本节课学到的知识点。
六、教学评估1.课堂表现评估；2.课后作业评估；3.知识总结评估。
七、教学反思通过本节课的讲解、实验演示和课堂讨论，学生对能量量子化、布拉格衍射等基本概念有了更深刻的认识。
而且实验演示的操作使学生体验到物理实验的过程，培养了他们的实践操作能力。
在教学中，应注重实验与理论的结合，提高学生的物理实验能力，增加科学实验的趣味性，同时也提升了学习的效果。
2024高中物理能量量子化教案多篇
2024高中物理能量量子化教案精选多篇教案第一章：能量量子化的概念引入一、教学目标1. 让学生了解能量量子化的基本概念。
2. 让学生理解能量量子化与经典物理的差异。
3. 引导学生思考能量量子化在现代物理学中的应用。
二、教学内容1. 能量量子化的定义。
2. 能量量子化与经典物理的比较。
3. 能量量子化在现代物理学中的应用。
三、教学过程1. 导入：通过经典物理中的波动方程引出能量量子化的概念。
2. 讲解：详细讲解能量量子化的定义，以及与经典物理的区别。
3. 讨论：让学生思考能量量子化在现代物理学中的应用，如量子力学、量子计算等。
四、作业布置1. 复习能量量子化的概念。
2. 思考能量量子化在现代物理学中的应用。
教案第二章：能量量子化的数学表达一、教学目标1. 让学生掌握能量量子化的数学表达式。
2. 让学生理解能量量子化数学表达式的物理意义。
二、教学内容1. 能量量子化的数学表达式。
2. 能量量子化数学表达式的物理意义。
三、教学过程1. 导入：通过上一章的内容，引导学生进一步探究能量量子化的数学表达。
2. 讲解：详细讲解能量量子化的数学表达式，以及其物理意义。
3. 练习：让学生通过例题练习，加深对能量量子化数学表达式的理解。
四、作业布置1. 熟记能量量子化的数学表达式。
2. 理解能量量子化数学表达式的物理意义。
教案第三章：能量量子化的实验验证一、教学目标1. 让学生了解能量量子化的实验验证方法。
2. 让学生通过实验观察能量量子化的现象。
二、教学内容1. 能量量子化的实验验证方法。
2. 能量量子化实验的操作步骤。
三、教学过程1. 导入：通过讲解能量量子化的理论，引导学生关注能量量子化的实验验证。
2. 讲解：详细讲解能量量子化的实验验证方法，以及实验操作步骤。
3. 实验：让学生在实验室进行能量量子化实验，观察能量量子化的现象。
四、作业布置1. 复习能量量子化的实验验证方法。
2. 思考能量量子化实验的观察现象。
(新教材)统编人教版高中物理必修三第十三章第5节《能量量子化》优质说课稿
（新教材）统编人教版高中物理必修三第十三章第5节《能量量子化》优质说课稿今天我说课的内容是新人教版高中物理必修三第十三章第5节《能量量子化》。
第十三章讲述电磁感应与电磁波。
利用电磁波，天文学家不仅可以用眼睛“看”宇宙，也可以用耳朵“听”宇宙。
正是对电与磁的研究，发展成了电磁场与电磁波的理论。
发电机、电动机、电视、移动电话等的出现，使人类进入了电气化、信息化时代。
《能量量子化》一节主要讲解微观世界的量子化特征知识。
本课教学承担着实现本单元教学目标的任务，为了更好地教学，下面我将从课程标准、教材分析、教学目标和学科核心素养、教学重难点、学情分析、教学方法、教学准备、教学过程等方面进行说课。
一、说课程标准普通高中物理课程标准（2017版2020年修订）【内容要求】：“3.3.6 知道光是一种电磁波。
知道光的能量是不连续的。
初步了解微观世界的量子化特征。
”二、说教材分析本课教材主要内容有三个方面：热辐射、能量子、能级。
教材一开始以问题引入，让学生思考现象背后的原因；紧接着教材介绍了热辐射的原理，提出了黑体辐射的问题；在此基础上，教材从微观世界讲解了能量子观点；最后教材讲解了能级的知识。
教材安排有科学漫步，以提高学生理解、探究分析解决问题的能力。
三、说教学目标1.理解热辐射，知道光是一种电磁波，光的能量是不连续的。
2.初步了解微观世界的量子化特征。
四、说核心素养：【物理观念】通过学习能量量子化知识，树立物质观、能量观和运动与相互作用观念；从量子等微观世界解释自然现象和解决实际问题。
【科学思维】运用物理模型、定量分析法、综合、推理论证等方法。
【科学探究】通过实验学习活动，培养学生探究问题的能力。
【科学态度与责任】从微观世界的角度进行思考，渗透在探究过程中体验解决问题的成功喜悦，培养学生探索自然的兴趣。
五、说教学重难点（一）教学重点：知道光是一种电磁波，光的能量是不连续的；初步了解微观世界的量子化特征。
（二）教学难点：理解能量子观点。
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
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。
新教材人教版高中物理必修第三册 13.5能量量子化 教学课件
还与材料的种类及表面状况有关，而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。
辐射强度
黑体辐射实验：随着温度的升高：
各种波长的辐射强度都有增加；
辐射强度的极大值向波长较短的方
向移动。
0 1 2 3 4 m
第十页，共二十七页。
一、热辐射
黑体辐射理论解释
M 0 (,T )
瑞利线
（1）维恩的半经验公式：
一、热辐射
大量实验结果表明，辐射强度按波长的分 布情况随物体的温度而有所不同。
常温下我们看到不发光的物体颜色就是物体 表面反射光所致。
如果某种物体能够完全吸收入射的各种波长 的电磁波而不发生反射，会怎样？
第八页，共二十七页。
一、热辐射
黑体：如果某物体能够完全吸收入射的各
种波长的电磁波而不发生反射，这物体称
第二十二页，共二十七页。
2.下列关于热辐射和黑体辐射的说法 不正确 的是( )
A. 一切物体都在辐射电磁波
B. 黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波
C. 黑体辐射强度的极大值跟温度无关
D. 一般物体辐射电磁波的强度与温度有关
【正确答案】C
第二十三页，共二十七页。
3.红、橙、黄、绿四种单色光中,光子能量最小的是( )
第四页，共二十七页。
这两朵乌云是指什么呢？ 黑体辐射实验
光的速度
后来的事实证明，正是这两朵乌云发展成为一埸革命的风暴，乌云 落地化为一埸春雨，浇灌着两朵鲜花。
第五页，共二十七页。
而关于黑体辐射的 问题正是我们今天要学 习的内容。
提出问题
新课讲解
把铁块投进火炉中，刚开始铁块只是发热，并不发光。随着温度的升高，铁块会 慢慢变红，开始发光。铁块依次呈现暗红、赤红、橘红等颜色，直至成为黄白色。 为什么会有这样的变化呢？
人教版高中物理选修35第17章第1节《能量量子化》教学设计
人教版高中物理选修35第17章第1节《能量量子化》教学设计《能量量子化》教学设计一、教学设计思路本节课的设计是顺应能量量子化观点提出的这段历史展开的。
通过演示实验、师生活动及问题串等多种形式引导学生去主动建构知识。
先通过演示实验灯丝颜色的变化引出热辐射及对热辐射规律的研究；再通过与日常看到的颜色的对比得出黑体模型；再通过对黑体辐射的实验规律及理论推导的讨论引导学生得出经典物理学观念的局限性，进而引出要打破旧观念，提出新观念，即普朗克能量子假说；再通过师生活动“买米”，帮助学生理解宏观能量的连续和微观能量的量子化；最后通过与元电荷概念的类比，学生进一步加深对能量量子化的理解，把整节课推向高潮。
二、前期分析本节课是第十七章波粒二象性的第一节，通过这一节内容的学习，学生可以了解能量量子化观点建立的历史，知道微观粒子的能量是分立的。
并且，正是普朗克提出了能量子假说，才启发了爱因斯坦对光电效应的解释，进而促使康普顿提出光子还具有动量及德布罗意提出物质波。
1.知识与技能（1）通过对黑体辐射实验规律及理论推导的讨论，说明经典理论存在局限性。
（2）通过对能量量子化观点建立的历史的解读，知道微观粒子的能量是不连续的。
（3）通过对普朗克真实的心理历程的描述，知道能量量子化是研究微观世界的基本观点。
（3）通过师生活动，解释宏观能量的连续性与微观能量的分立。
（4） 应用εh ν=和c νλ=公式进行计算。
2.过程与方法（1） 经历黑体模型的建立过程，感受理想化模型的思想方法的运用。
（2） 参与师生活动，体会类比的思想方法的运用。
（3） 经历能量量子化观点的建立过程，体会科学研究的一般思路。
3.情感态度与价值观（1）通过对普朗克真实的心路历程的描述，确立科学的新发现既要基于对实验事实的尊重，又取决于新观点、新概念的提出（2）比较宏观物体和微观粒子的能量变化特点，领会量子论的建立深化了人们对物质世界的认识。
四、教学准备100W白炽灯一个、调压变压器一个、小米若干、PPT、导线若干五、教学过程1、新课导入演示实验：增大灯泡两端电压后白炽灯灯丝颜色的变化在引入新课环节通过演示实验能够引起学生注意，激发学生学习兴趣，提出课题。
人教版物理高中必修第三册《5 能量量子化》优秀教案教学设计
5能量量子化[学习目标] 1.了解什么是热辐射及热辐射的特性，了解黑体与黑体辐射．(重点)2.了解黑体辐射的实验规律，了解黑体辐射的强度与波长的关系．(重点)一、黑体与黑体辐射1．热辐射我们周围的一切物体都在辐射电磁波．这种辐射与物体的温度有关，所以叫作热辐射．物体热辐射中随温度的升高，辐射的较短波长的电磁波的成分越来越强．2．黑体某种物体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，这种物体就是绝对黑体，简称黑体．3．黑体辐射的实验规律(1)一般材料的物体，辐射电磁波的情况，除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关．(2)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．随着温度的升高，一方面，各种波长的辐射强度都有增加；另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动．4．维恩和瑞利的理论解释(1)建立理论的基础：依据热学和电磁学的知识寻求黑体辐射的理论解释．(2)维恩公式：在短波区与实验非常接近，在长波区则与实验偏离很大．(3)瑞利公式：在长波区与实验基本一致，但在短波区与实验严重不符，由理论得出的荒谬结果被称为“紫外灾难”．二、能量子1．普朗克的假设振动着的带电微粒能量只能是某一最小能量值ε的整数倍．即能的辐射或者吸收只能是一份一份的．这个不可再分的最小能量值ε叫作能量子．2．能量子公式ε＝hν，其中ν是电磁波的频率，h称为普朗克常量．h＝6．626×10－34 J·s.(一般取h＝6.63×10－34J·s)3．能量的量子化在微观世界中能量是量子化的，或者说微观粒子的能量是分立的．这种现象叫能量的量子化．4．普朗克理论(1)借助于能量子的假说，普朗克得出了黑体辐射的强度按波长分布的公式，与实验符合之好令人击掌叫绝．(2)普朗克在1900年把能量子列入物理学，正确地破除了“能量连续变化”的传统观念，成为新物理学思想的基石之一．1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)能吸收各种电磁波而不反射电磁波的物体叫黑体．(√)(2)温度越高，黑体辐射电磁波的强度越大．(√)(3)微观粒子的能量只能是能量子的整数倍．(√)(4)能量子的能量不是任意的，其大小与电磁波的频率成正比．(√)(5)光滑水平桌面上匀速运动的小球的动能也是量子化的．(×)2．(多选)以下关于辐射强度与波长关系的说法中正确的是()A．物体在某一温度下只能辐射某一固定波长的电磁波B．当铁块呈现黑色时，说明它的温度不太高C．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D．早、晚时分太阳呈现红色，而中午时分呈现白色，说明中午时分太阳温度最高BC[由辐射强度随波长变化关系图知，随着温度的升高，各种波长的波的。
课时13.5 能量量子化-高中物理专题教案(人教版2019必修第三册)
第十三章电磁感应与电磁波初步课时13.5 能量量子化1.知道热辐射的概念，了解影响热辐射的因素；2.知道什么是黑体，知道重视研究黑体辐射的原因；3.掌握能量子的概念和相关公式，会进行简单的计算；4.知道能级的概念，了解氢原子光谱形成的原因。
一、热辐射1．热辐射：一切物体都在辐射电磁波。
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：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。
4．黑体辐射：黑体向外辐射电磁波的现象。
二、能量子1．普朗克的能量子假设：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，这个最小的能量值ε叫作能量子。
2．能量子大小：ε＝hν。
ν是电磁波的频率，h是普朗克常量，h＝6.626 070 15×10－34 J·s。
3．爱因斯坦光子假设：光是由一个个不可分割的能量子组成，这些能量子叫作光子，光子的能量ε＝hν。
三、能级1．定义：原子量子化的能量值。
2．原子处于能级最低的状态时最稳定，由高能级向低能级跃迁时放出光子。
3．原子从高能态向低能态跃迁时放出的光子的能量，等于两个能级之差。
4．原子光谱的谱线是一些分立的亮线。
基础过关练题组一热辐射1.关于对热辐射的认识，下列说法错误的是()A.温度越高，物体辐射的电磁波越强B.冷的物体只吸收电磁波C.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与它的温度有关D.常温下看到的不透明、非发光物体的颜色是反射光的颜色题组二能量子2.(2022江苏苏州月考)由中国健康发展研究中心发布的《国民视觉健康报告》白皮书显示，我国学生的近视患病率在逐年增加。
课业负担重、沉迷电子产品已成为影响青少年视力的两大“杀手”。
现代医学采用激光“焊接”视网膜技术来治疗近视，所用激光的波长λ=660 nm。
已知普朗克常量h=6.63×10-34 J·s，光在真空中的传播速度c=3×108 m/s，则该激光中每个光子的能量为()A.3.0×10-19 JB.1.6×10-19 JC.1.0×10-19 JD.1.0×10-18 J3.某激光器能发射波长为λ的激光，发射功率为P，c表示光速，h为普朗克常量，则激光器每秒发射的光子数为()A.λPℎc B.ℎPλcC.cPλℎD.λPhc4.人眼对绿光最为敏感，正常人的眼睛接收到波长为530 nm 的绿光时，只要每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉。
17.1 能量量子化 高中物理选修3-5优秀教案优秀教学设计 (5)
1 能量量子化三维教学目标知识与技能（1）了解什么是热辐射及热辐射的特性，了解黑体与黑体辐射。
（2）了解黑体辐射的实验规律，了解黑体热辐射的强度与波长的关系。
（3）了解能量子的概念。
过程与方法（1）了解微观世界中的量子化现象。
比较宏观物体和微观粒子的能量变化特点。
（2）体会量子论的建立深化了人们对于物质世界的认识。
情感、态度与价值观：领略自然界的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲，乐于探究自然界的奥秘，能体验探索自然规律的艰辛与喜悦。
教学重点：能量子的概念教学难点：黑体辐射的实验规律教学过程：第一节能量量子化：物理学的新纪元引入新课介绍能量量子化发现的背景进行新课一、黑体与黑体辐射在了解什么是黑体与黑体辐射之前，请同学们先阅读教材，了解一下什么是热辐射。
阅读教材关于热辐射的描述。
1、热辐射现象固体或液体，在任何温度下都在发射各种波长的，这种由于物体中的分子、原子受到激发而发射电磁波的现象称为热辐射。
所辐射电磁波的特征与有关。
例如：铁块温度升高从看不出发光到暗红到橙色到黄白色。
这表明，辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而有所不同。
2、黑体除了热辐射之外，物体表面还会吸收和反射外界射来的电磁波。
不同的物体吸收和反射电磁波的能力是不一样的。
概念：能全部吸收各种波长的电磁波而不发生反射的物体，称为绝对黑体，简称黑体。
不透明的材料制成带小孔的的空腔，可近似看作黑体。
如图所示。
研究黑体辐射的规律是了解一般物体热辐射性质的基础。
二、黑体辐射的实验规律阅读教材“黑体辐射的实验规律”，讲解黑体辐射的实验规律。
如图所示。
黑体热辐射的强度与波长的关系：随着温度的升高，一方面，各种波长的辐射强度都有 ，另一方面，辐射强度的极大值向波长 的方向移动。
怎样解释黑体辐射的实验规律呢？在新的理论诞生之前，人们很自然地要依据热力学和电磁学规律来解释。
德国物理学家维恩和英国物理学家瑞利分别提出了辐射强度按波长分布的理论公式。
17.1 能量量子化 高中物理选修3-5优秀教案优秀教学设计 (1)
1 能量量子化三维教学目标1、知识与技能（1）了解什么是热辐射及热辐射的特性，了解黑体与黑体辐射。
（2）了解黑体辐射的实验规律，了解黑体热辐射的强度与波长的关系。
（3）了解能量子的概念。
2、过程与方法（1）了解微观世界中的量子化现象。
比较宏观物体和微观粒子的能量变化特点。
（2）体会量子论的建立深化了人们对于物质世界的认识。
3、情感、态度与价值观：领略自然界的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲，乐于探究自然界的奥秘，能体验探索自然规律的艰辛与喜悦。
教学重点：能量子的概念教学难点：黑体辐射的实验规律教学方法：教师启发、引导，学生讨论、交流。
教学用具：投影片，多媒体辅助教学设备教学过程：第一节能量量子化：物理学的新纪元（一）引入新课介绍能量量子化发现的背景：（多媒体投影，见课件。
）19世纪末页，牛顿定律在各个领域里都取得了很大的成功：在机械运动方面不用说，在分子物理方面，成功地解释了温度、压强、气体的内能。
在电磁学方面，建立了一个能推断一切电磁现象的Maxwell方程。
另外还找到了力、电、光、声----等都遵循的规律---能量转化与守恒定律。
当时许多物理学家都沉醉于这些成绩和胜利之中。
他们认为物理学已经发展到头了。
1900年，在英国皇家学会的新年庆祝会上，著名物理学家开尔文作了展望新世纪的发言：“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。
”也就是说：物理学已经没有什么新东西了，后一辈只要把做过的实验再做一做，在实验数据的小数点后面在加几位罢了！但开尔文毕竟是一位重视现实和有眼力的科学家，就在上面提到的文章中他还讲到：“但是，在物理学晴朗天空的远处，还有两朵令人不安的乌云，----”这两朵乌云是指什么呢？ 一朵与黑体辐射有关，另一朵与迈克尔逊实验有关。
然而，事隔不到一年（1900年底），就从第一朵乌云中降生了量子论，紧接着（1905年）从第二朵乌云中降生了相对论。
经典物理学的大厦被彻底动摇，物理学发展到了一个更为辽阔的领域。
高中物理人教版选修3-5 17.1《能量量子化》教案设计
能量量子化教学目标（一）知识与技能1．了解什么是热辐射及热辐射的特性，了解黑体与黑体辐射2．了解黑体辐射的实验规律，了解黑体热辐射的强度与波长的关系3．了解能量子的概念（二）过程与方法了解微观世界中的量子化现象。
比较宏观物体和微观粒子的能量变化特点。
体会量子论的建立深化了人们对于物质世界的认识。
（三）情感、态度与价值观领略自然界的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲，乐于探究自然界的奥秘，能体验探索自然规律的艰辛与喜悦。
教学重点能量子的概念教学难点黑体辐射的实验规律教学方法教师启发、引导，学生讨论、交流。
教学用具投影片，多媒体辅助教学设备课时安排1 课时教学过程（一）引入新课教师：介绍能量量子化发现的背景：（多媒体投影，见课件。
）19世纪末，物理学家中普遍在在一种乐观情绪，认为对复杂纷纭的物理现象的本质的认识已经完成。
他们陶醉于17世纪建立起来的力学体系，19世纪建立起来的电动力学及热力学和统计物理学。
J. C. Maxwell于1871年在剑桥大学就职演说中提到“在几年中，所有重要的物理常数将被近似地估算出来，给科学界人士留下来的只是提高这些常数的观测值的精度”。
然而，自然科学总是在不断地发展。
在充满喜悦的气氛中，一些敏锐的物理学家已逐渐认识到经典物理学中潜伏着的危机。
20世纪伊始，W. Thomson就指出：经典物理学的上空悬浮着两朵乌云。
第一团乌云涉及电动力学中的“以太”。
第二团则涉及物体的比热，即观测到的物体比热总是低于经典物理学的能量均分定理给出的值。
（二）讲授新课黑体与黑体辐射讲述热辐射与物体的温度有关。
播放有关热辐射现象与温度关系的视频。
如果某种物质能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，这种物体就是绝对黑体。
黑体辐射的实验规律Wien公式并非与所有的实验数据符合得那样好，几位实验物理学家指出，在长波波段，Wien公式与实验有明显偏离。
这促使Plank去改进Wien公式，结果得到了一个相比之下，与实验符合更好，且更为简单的公式。
5能量量子化-人教版高中物理必修第三册(2019版)教案
5 能量量子化-人教版高中物理必修第三册(2019版)教案一、知识结构•能量量子化的基本概念•光电效应•晶体管二、教学目标1.了解能量量子化的基本概念及其相关实验。
2.掌握光电效应的原理和特点。
3.理解晶体管的结构和工作原理。
4.培养学生的实验探究能力。
三、教学重难点1.能量量子化的概念和实验。
2.光电效应的原理和特点。
3.晶体管的结构和工作原理。
四、教学过程1. 导入（5分钟）教师向学生介绍本节课的教学目标并与学生共同探讨以下问题：1.什么是量子力学？2.什么是能量量子化？3.能量量子化的实验有哪些？2. 学习内容（30分钟）1.能量量子化教师向学生介绍量子力学中能量量子化的概念，并引导学生进行实验探究。
实验一：利用汞灯和荧光屏观察光子的波粒二象性实验二：利用光电效应实验装置探究光子没有质量，但有能量2.光电效应教师介绍光电效应的原理和特点，并通过一些实验现象让学生更加深入地了解光电效应。
实验三：测量不同波长光的阈值电位实验四：测量光强对光电效应的影响3.晶体管教师向学生介绍晶体管的结构和工作原理，并通过实验加深学生对晶体管的理解。
实验五：观察NPN、PNP晶体管的工作原理3. 实验探究（40分钟）1.利用多个具有不同颜色的荧光物质和紫外线灯组成实验装置，利用波长分辨光子的性质探究光子在荧光物质中的行为（实验一）。
2.利用光电效应实验装置对不同波长光的阈值电位进行测量，进一步理解光电效应的机理（实验三）。
3.利用实验装置，观察光强对光电效应的影响，并探究光电效应的量子化特性（实验四）。
4.观察晶体管的结构，手动控制其工作状态，进一步了解晶体管的工作原理（实验五）。
4. 总结（10分钟）1.学生逐一总结所进行的实验内容以及获得的实验成果。
2.教师回顾本节课的教学内容，让学生更好地掌握本节课所学知识点。
五、教材参考人教版高中物理必修第三册（2019版）教材。
六、教学反思通过本节课的教学，学生对量子力学中能量量子化的概念和实验、光电效应、晶体管的结构和工作原理有了更深刻的认识。
能量量子化-精品教案
能量量子化：物理学的新纪元【教学目标】一、知识与技能1．了解什么是热辐射及热辐射的特性，了解黑体与黑体辐射2．了解黑体辐射的实验规律，了解黑体热辐射的强度与波长的关系3．了解能量子的概念二、过程与方法了解微观世界中的量子化现象。
比较宏观物体和微观粒子的能量变化特点。
体会量子论的建立深化了人们对于物质世界的认识。
三、情感、态度与价值观领略自然界的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲，乐于探究自然界的奥秘，能体验探索自然规律的艰辛与喜悦。
【教学重点】能量子的概念【教学难点】黑体辐射的实验规律【教学方法】教师启发、引导，学生讨论、交流。
【课时安排】1 课时【教学过程】一、引入新课教师：介绍能量量子化发现的背景：19世纪末页，牛顿定律在各个领域里都取得了很大的成功：在机械运动方面不用说，在分子物理方面，成功地解释了温度、压强、气体的内能。
在电磁学方面，建立了一个能推断一切电磁现象的 Maxwell方程。
另外还找到了力、电、光、声----等都遵循的规律---能量转化与守恒定律。
当时许多物理学家都沉醉于这些成绩和胜利之中。
他们认为物理学已经发展到头了。
1900年，在英国皇家学会的新年庆祝会上，著名物理学家开尔文作了展望新世纪的发言：“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。
”也就是说：物理学已经没有什么新东西了，后一辈只要把做过的实验再做一做，在实验数据的小数点后面在加几位罢了！但开尔文毕竟是一位重视现实和有眼力的科学家，就在上面提到的文章中他还讲到：“但是，在物理学晴朗天空的远处，还有两朵令人不安的乌云。
”这两朵乌云是指什么呢？一朵与黑体辐射有关，另一朵与迈克尔逊实验有关。
然而，事隔不到一年（1900年底），就从第一朵乌云中降生了量子论，紧接着（1905年）从第二朵乌云中降生了相对论。
经典物理学的大厦被彻底动摇，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”。
人教版(2019)高中物理必修第三册-13.5 能量量子化-教案
能量量子化【教学目标】一、知识与技能1．了解什么是热辐射及热辐射的特性，了解黑体与黑体辐射。
2．了解黑体辐射的实验规律，了解黑体热辐射的强度与波长的关系。
3．了解能量子的概念。
二、过程与方法1．了解微观世界中的量子化现象。
2．比较宏观物体和微观粒子的能量变化特点。
3．体会量子论的建立深化了人们对于物质世界的认识。
三、情感、态度与价值观1．领略自然界的奇妙与和谐。
2．发展对科学的好奇心与求知欲，乐于探究自然界的奥秘。
3．体验探索自然规律的艰辛与喜悦。
【教学重点】能量子的概念。
【教学难点】能量子的概念。
【教学过程】一、复习提问、新课导入教师：介绍能量量子化发现的背景：19世纪末页，牛顿定律在各个领域里都取得了很大的成功：在机械运动方面不用说，在分子物理方面，成功地解释了温度、压强、气体的内能。
在电磁学方面，建立了一个能推断一切电磁现象的Maxwell方程。
另外还找到了力、电、光、声……等都遵循的规律——能量转化与守恒定律。
当时许多物理学家都沉醉于这些成绩和胜利之中。
他们认为物理学已经发展到头了。
1900年，在英国皇家学会的新年庆祝会上，著名物理学家开尔文作了展望新世纪的发言：“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。
”也就是说：物理学已经没有什么新东西了，后一辈只要把做过的实验再做一做，在实验数据的小数点后面在加几位罢了！但开尔文毕竟是一位重视现实和有眼力的科学家，就在上面提到的文章中他还讲到：“但是，在物理学晴朗天空的远处，还有两朵令人不安的乌云。
”这两朵乌云是指什么呢？一朵与黑体辐射有关，另一朵与迈克尔逊实验有关。
然而，事隔不到一年（1900年底），就从第一朵乌云中降生了量子论，紧接着（1905年）从第二朵乌云中降生了相对论。
经典物理学的大厦被彻底动摇，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”。
点出课题：我们这节课就来体验物理学新纪元的到来――能量量子化。
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能量量子化
【教学目标】
一、知识与技能
1．了解什么是热辐射及热辐射的特性，了解黑体与黑体辐射。
2．了解黑体辐射的实验规律，了解黑体热辐射的强度与波长的关系。
3．了解能量子的概念。
二、过程与方法
1．了解微观世界中的量子化现象。
2．比较宏观物体和微观粒子的能量变化特点。
3．体会量子论的建立深化了人们对于物质世界的认识。
三、情感、态度与价值观
1．领略自然界的奇妙与和谐。
2．发展对科学的好奇心与求知欲，乐于探究自然界的奥秘。
3．体验探索自然规律的艰辛与喜悦。
【教学重点】
能量子的概念。
【教学难点】
能量子的概念。
【教学过程】
一、复习提问、新课导入
教师：介绍能量量子化发现的背景：
19世纪末页，牛顿定律在各个领域里都取得了很大的成功：在机械运动方面不用说，在分子物理方面，成功地解释了温度、压强、气体的内能。
在电磁学方面，建立了一个能推断一切电磁现象的Maxwell方程。
另外还找到了力、电、光、声……等都遵循的规律——能量转化与守恒定律。
当时许多物理学家都沉醉于这些成绩和胜利之中。
他们认为物理学已经发展到头了。
1900年，在英国皇家学会的新年庆祝会上，著名物理学家开尔文作了展望新世纪的发言：“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。
”
也就是说：物理学已经没有什么新东西了，后一辈只要把做过的实验再做一做，在
实验数据的小数点后面在加几位罢了！
但开尔文毕竟是一位重视现实和有眼力的科学家，就在上面提到的文章中他还讲到：“但是，在物理学晴朗天空的远处，还有两朵令人不安的乌云。
”
这两朵乌云是指什么呢？
一朵与黑体辐射有关，另一朵与迈克尔逊实验有关。
然而，事隔不到一年（1900年底），就从第一朵乌云中降生了量子论，紧接着（1905年）从第二朵乌云中降生了相对论。
经典物理学的大厦被彻底动摇，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”。
点出课题：我们这节课就来体验物理学新纪元的到来――能量量子化。
二、新课教学
（一）热辐射
1．热辐射现象
固体或液体，在任何温度下都在发射各种波长的电磁波，这种由于物体中的分子、原子受到激发而发射电磁波的现热辐射现象称为热辐射。
（1）概念：我们周围的一切物体，在任何温度下都在辐射各种波长的电磁波，这种辐射与物体的温度有关，所以叫做热辐射。
教师展示铁块温度升高的过程种颜色的变化：
从看不出发光到暗红到橘红到黄白色
再次举例一个20瓦的白炽灯和一个200瓦的白炽灯，20瓦的白炽灯是昏黄色，200瓦的白炽灯接近白色。
说明所辐射电磁波的特征与温度有关。
（2）特征：辐射强度及波长的分布随温度变化；随着温度升高，电磁波的短波成分增加。
教师强调：激光、日光灯发光不是热辐射。
（3）热辐射的主要成分：室温时，波长较长的电磁波；高温时，波长较短的电磁波。
①低温物体发出的是红外光。
②炽热物体发出的是可见光。
③高温物体发出的是紫外光。
提问：那么物体除了辐射电磁波外，还会吸收、反射外界射来的电磁波吗？
学生回答：物体会吸收、反射外界射来的电磁波。
例如物体可以反射光。
2．黑体与黑体辐射
教师：除了热辐射之外，物体表面还会吸收和反射外界射来的电磁波。
不同的物体吸收和反射电磁波的能力是不一样的。
概念：能全部吸收各种波长的电磁波而不发生反射的物体，称为绝对黑体，简称黑体。
教师：展示黑体模型。
注意：（1）黑体是个理想化的模型。
（2）一般物体的辐射与温度、材料、表面状况有关，但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。
3．黑体辐射的实验规律
黑体热辐射的强度与波长的关系：随着温度的升高，一方面，各种波长的辐射强度都有增加；另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。
教师：提出问题，设置疑问。
怎样解释黑体辐射的实验规律呢？
在新的理论诞生之前，人们很自然地要依据热力学和电磁学规律来解释。
德国物理学家维恩和英国物理学家瑞利分别提出了辐射强度按波长分布的理论公式。
结果导致理论与实验规律不符，甚至得出了非常荒谬的结论，当时被称为“紫外灾难”。
展示：瑞利—金斯线
（二）能量子
教师：利用已有的理论解释黑体辐射的规律，导致了荒谬的结果。
必然会促使人们去发现新的理论。
这就是能量子概念。
1900年，德国物理学家普朗克提出能量量子化假说：辐射黑体分子、原子的振动可看作谐振子，这些谐振子可以发射和吸收辐射能。
但是这些谐振子只能处于某些分立的状态，在这些状态中，谐振子的能量并不像经典物理学所允许的可具有任意值。
相应的能量是某一最小能量ε（称为能量子）的整数倍，即：ε，1ε，2ε，3ε，…，nε，n为正整数，称为量子数。
对于频率为ν的谐振子最小能量为
ε=ℎv
这个最小能量值，就叫做能量子，ℎ为普朗克常量。
借助能量子的假说，普朗克得出了黑体辐射的强度按波长分布的公式，与试验符合得非常好。
年轻的爱因斯坦认识到了普朗克能量子假设的意义，他把能量子假设进行推广，认为电磁场本身就是不连续的。
也就是说，光本身就是有一个个不可分割的能量子组成的，这些能量子被叫做光子。
（三）能级
原子的能量是量子化的。
这些量子化的能量值叫做能级。
通常情况下，原子处于能级最低的状态，这是最稳定的。
气体放电管中的原子受到高速运动的电子的撞击，有可能跃迁到较高的能量状态。
这些状态的原子是不稳定的，会自发地向能量较低的能级跃迁放出光子。
原子从高能态向低能态跃迁时放出的光子的能量。
等于前后两个能级之差，由于原子的等级是分立的，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。
二、课堂练习
1．下列叙述正确的是( )
A．一切物体都在辐射电磁波
B．一般物体辐射电磁波的情况只与温度有关
C．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关
D．黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波
答案：ACD
2．关于对黑体的认识，下列说法正确的是( )
A．黑体只吸收电磁波，不反射电磁波，看上去是黑的
B．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关
C．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，与材料的种类及表面状况无关
D．如果在一个空腔壁上开一个很小的孔，射入小孔的电磁波在空腔内表面经多次反射和吸收，最终不能从小孔射出，这个空腔就成了一个黑体
答案：C
3．红、橙、黄、绿四种单色光中,光子能量最小的是( )
A．红光B．橙光C．黄光D．绿光
答案：A。