课件16张PPT。是血液凝块是头发分叉人类肺部内表面
洞穴是肺气泡肺癌细胞是谁的功劳？ 电子显微镜第十七章 波粒二象性浙江德清三中 邓登峰1 物理学的新纪元：能量量子化 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象称为热辐射。固体在温度升高时颜色的变化1. 热辐射现象 黑体与黑体辐射2. 对热辐射的初步认识a.任何物体只要有温度均存在热辐射b.温度? 辐射的能量?电磁波的短波成分?注意： 热辐射与温度有关，一般还与材料已及
表面状况有关。
激光 日光灯发光不是热辐射c.物体除了热辐射外，还会吸收和反射外界射来的电磁波。 能全部吸收各种波长电磁波的辐射而不发生反射，折射和透射的物体称为绝对黑体。简称黑体3. 黑体与黑体辐射 不透明的材料制成带小孔的的空腔,可近似看作黑体。黑体模型1.实验装置平行光管三棱镜黑体辐射的实验规律2.实验结果3. 经典物理学所遇到的困难——解释实验曲线1）维恩的半经验公式：公式适合于短波波段，
长波波段与实验偏离。公式只适用于长波段, 而在紫外区与实验不符,
----紫外灾难2）瑞利----金斯公式？ 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，谐振子的能量并不象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。能量子：超越牛顿的发现普朗克假设对于频率为ν的谐振子最小能量为能量量子经典如何理解分立与连续？举例说明能量子如何理解、应用？ h —普朗克常量 ，数值为6.626?10-34J·sγ—电磁波频率 ，真空中γ=c/λ例 某红光的波长为6.35×10-7m，求其能量子的值。答案： 3.13×10-19J普朗克的拟合结果意义：
普朗克抛弃了经典物理中的能量可连续变化、物体辐射或吸收的能量可以为任意值的旧观点，提出了能量子、物体辐射或吸收能量只能一份一份地按不连续的方式进行的新观点。这不仅成功地解决了热辐射中的难题，而且开创物理学研究新局面，标志着人类对自然规律的认识已经从从宏观领域进入微观领域，为量子力学的诞生奠定了基础。去世后他的墓碑上只刻着他的姓名和小结一、黑体与黑体辐射
1 热辐射现象
2 对热辐射的初步认识
3 黑体与黑体辐射
二、黑体辐射的实验规律
1 实验装置
2 实验结果
3 经典物理学的困难
三、能量子，超越牛顿的发现
1 普朗克假设
2 理解 黑体辐射的研究卓有成效地展现在人们的眼前，紫外灾难的疑点找到了，为人类解决了一大难题。使热爱科学的人们又一次倍感欣慰，但真理与谬误之争就此平息了吗？ 物理难题：1888年，霍瓦(Hallwachs)发现一个带负电的金属板被紫外光照射会放电。近10年以后，1897年，J.Thomson发现了电子 ，此时，人们认识到那就是从金属表面射出的电子，后来，这些电子被称作光电子(photoelectron)，相应的效应叫做光电效应。人们本着对光的完美理论（光的波动性、电磁理论）进行解释会出现什么结果？ 也许没有最终的结果……也许人类与大自然的斗争一直要进行下去……
第十七章 波粒二象性
能量量子化：物理学的新纪元
基本要求与发展要求
1．知道微观粒子的能量是不连续变化的
2．知道能量量子化是研究微观世界的基本观点
3．知道能量子的概念
4．会用公式和等公式进行基本计算
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。
教学重难点
1．能量子的概念
2．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
引入新课
通过4张微观照片找到学生的感觉，让他们自动回答出是光学显微镜的功劳，然后转折讲出是电子显微镜的功劳！自然引出这一章“第十七章 波粒二象性”。
新的理论建立都有一定得历史背景的。
教师：介绍能量量子化发现的背景：（多媒体投影，见课件。）
19世纪末期，牛顿定律在很多领域里都取得了很大的成功：在机械运动，有牛顿运动定律。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麦克斯韦方程。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。而且这刚好是经典力学所不能解决的两个地方。
果然， 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。
点出课题：我们这节课就来追随先辈们的足迹去微观领域看看。
进行新课
一．黑体与黑体辐射
教师：在了解什么是黑体与黑体辐射之前，请同学们先阅读教材P27前三段，了解一下什么是热辐射。
学生：阅读教材关于热辐射的描述。
教师：通过课件展示，加深学生对热辐射的理解。并通过课件展示，使学生进一步了解热辐射的特点，为黑体概念的提出准备知识。
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象称为热辐射。
所辐射电磁波的特征与温度有关。
例如：铁块 温度↑
从看不出发光到暗红到橙色到黄白色
从能量转化的角度来认识，是热能转化为电磁能的过程。
2．对热辐射的初步认识
a．任何物体在任何温度都存在热辐射。
b．温度越高，辐射强度越大，电磁波主要成分越偏向短波。
c．物体除了热辐射外，还会吸收和反射外界射来的电磁波
注意： 热辐射与温度有关，一般还与材料以及表面状况有关。
激光 日光灯发光不是热辐射
3．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。例如黑色的物体吸收的电磁波多，有没有物体只吸收而不辐射呢？请学生回答。引出黑体
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：课件展示黑体模型。
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
1．实验装置
主要装置：黑体空腔，分光镜，电偶。
2．实验结果
教师：引导学生阅读教材“黑体辐射的实验规律”，接合课件展示，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：
a．随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有增加；
b．随着温度的升高，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？
3．经典物理学所遇到的困难——解释实验曲线
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”。
三．能量子：超越牛顿的发现
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，谐振子的能量并不象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
这个最小能量值，就叫做能量子
1．如何理解分立与连续
连续的如时间与空间，物体的状态变化等；分立的有人的个数，上下台阶，电荷量等。
2．对能量子ε=hγ如何理解
ε—能量子，最小的能量单元
h—普朗克常量，h =6.626(10-34J·s
γ—电磁波频率，真空中γ=c/λ
例题1 红光与紫光谁的能量子大？参考答案：紫光
例题2 某红光的波长为6.35×10-7m，求其能量子的值。参考答案：3.13×10-19J
3．意义
普朗克抛弃了经典物理中的能量可连续变化、物体辐射或吸收的能量可以为任意值的旧观点，提出了能量子、物体辐射或吸收能量只能一份一份地按不连续的方式进行的新观点。这不仅成功地解决了热辐射中的难题，而且开创物理学研究新局面，标志着人类对自然规律的认识已经从从宏观领域进入微观领域，为量子力学的诞生奠定了基础。
普朗克后来又为这种与经典物理格格不入的观念深感不安，只是在经过十多年的努力证明任何复归于经典物理的企图都以失败而告终之后，他才坚定地相信h的引入确实反映了新理论的本质。
1918年普朗克荣获了诺贝尔物理学奖。
他的墓碑上只刻着他的姓名和
黑体辐射的研究卓有成效地展现在人们的眼前，紫外灾难的疑点找到了，为人类解决了一大难题。使热爱科学的人们又一次倍感欣慰，但真理与谬误之争就此平息了吗？
物理难题：1888年，霍瓦(Hallwachs)发现一个带负电的金属板被紫外光照射会放电。近10年以后，1897年，汤姆孙发现了电子 ，此时，人们认识到那就是从金属表面射出的电子，后来，这些电子被称作光电子，相应的效应叫做光电效应。人们本着对光的完美理论（光的波动性、电磁理论）进行解释会出现什么结果？明天，我们就继续学习“科学的转折：光的粒子性”
课堂小结
一、黑体与黑体辐射
1 热辐射现象
2 对热辐射的初步认识
3 黑体与黑体辐射
二、黑体辐射的实验规律
1 实验装置
2 实验结果
3 经典物理学的困难
三、能量子，超越牛顿的发现
1 普朗克假设
2 理解
作业：“问题与练习”1、2、3题
教学体会
对学生的一次思维的训练，灵魂的洗礼。结合物理新规律发现的艰巨性，较好的把握了本课的中心思想。在引入新课的时候所花时间太多，而在重点能量子的地方所花时间相对薄弱了些。
浙江德清三中 邓登峰
