【正文】 （本假設(shè)是針對原子穩(wěn)定性提出的）（ 2）躍遷假設(shè)：原子從一種定態(tài)（設(shè)能量為En）躍遷到另一種定態(tài)（設(shè)能量為 Em）時，它輻射（或吸收）一定頻率的光子，光子的能量由這兩種定態(tài)的能量差決定，即（ h為普朗克恒量）（本假設(shè)針對線狀譜提出）（ 3）軌道量子化假設(shè)：原子的不同能量狀態(tài)跟電子沿不同的圓形軌道繞核運(yùn)動相對應(yīng)。 2．了解能級、能量量子化以及基態(tài)、激發(fā)態(tài)的概念。實驗表明原子相當(dāng)穩(wěn)定，這一結(jié)論與實驗不符。這種方法叫做光譜分析。如圖所示。只含有一些不連續(xù)的亮線的光譜叫做明線光譜。 ★教學(xué)重點(diǎn)氫原子光譜的實驗規(guī)律★教學(xué)難點(diǎn)經(jīng)典理論的困難★教學(xué)方法教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生討論、交流。 為了使教學(xué)更具有代表性，所教教學(xué)班為物理選修普通班，學(xué)生的邏輯思維能力一般，但對物理有較大的興趣。 傳統(tǒng)的教學(xué)中只是“授人以魚，并未授人以漁”，學(xué)生并不知道盧瑟福的粒子散射實驗為什么要這樣做，并沒有學(xué)會盧瑟福通過推理分析得出原子的核式結(jié)構(gòu)模型的科學(xué)方法，可以說，這節(jié)課最精華的所在：科學(xué)研究方法如模型法、黑箱法、微觀粒子碰撞法，學(xué)生并沒有從中體會到，是舍本求末的教學(xué)法。 3．原子核的電荷與大小關(guān)于原子的大小應(yīng)該讓學(xué)生有個數(shù)量級的概念，即原子的半徑在 1010m左右，原子核的大小在 1015～ 1014m左右．原子 核的半徑只相當(dāng)于原子半徑的萬分之一，體積只相當(dāng)于原子體積的萬億分之一。 教師小結(jié)：實驗中發(fā)現(xiàn)極少數(shù)ɑ粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，甚至反彈回來，表明這些ɑ粒子在原子中某個地方受到了質(zhì)量、電量均比它本身大得多的物體的作用，可見原子中的正電荷、質(zhì)量應(yīng)都集中在一個中心上。其中第 2 個問題學(xué)生基本上能討論出，第三個問題，通過師生共同分析，然后讓學(xué)生小組討論，進(jìn)行邏輯推理得出原子的結(jié)構(gòu)。 （ 2）粒子散射實驗裝置粒子散射實驗的裝置，主要由放射源、金箔、熒光屏、望遠(yuǎn)鏡和轉(zhuǎn)動圓盤幾部分組成。 點(diǎn)評：用動畫展示原子葡萄干布丁模型。 （二）過程與方法 1．通過對粒子散射實驗結(jié)果的討論與 交流，培養(yǎng)學(xué)生對現(xiàn)象的分析中歸納中得出結(jié)論的邏輯推理能力。 電子的質(zhì)量 m＝ 10－ 31kg閱讀書本材料： P55科學(xué)足跡【課堂例題】 AB 例題 一只陰極射線管，左側(cè)不斷有電子射出，若在管的正下方，放一通電直導(dǎo)線 AB 時，發(fā)現(xiàn)射線徑跡向下偏，則：（） A．導(dǎo)線中的電流由 A流向 BB．導(dǎo)線中的電流由 B流向 AC．若要使電子束的徑跡往上偏，可以通過改 變 AB 中的電流方向來實現(xiàn) D．電子束的徑跡與 AB 中的電流方向無關(guān) ABU0v0++++－－－－例題 有一電子（電荷量為 e）經(jīng)電壓為 U0 的電場加速后，進(jìn)入兩塊間距為 d，電壓為 U 的平行金屬板間，若電子從兩板正中間垂直電場方向射入，且正好能穿過電場，求： （ 1）金屬板 AB 的長度（ 2）電子穿出電場時的動能（三）課堂小結(jié)科學(xué)家在對陰極射線的研究中發(fā)現(xiàn)了電子，使人們對微觀世界的認(rèn)識進(jìn)入了一個新的時代，電子的發(fā)現(xiàn)是 19 世紀(jì)末物理學(xué)史上的三大發(fā)現(xiàn)之一。這說明，這種粒子是構(gòu)成各種物質(zhì)的共有成分。 實驗裝置如圖所示， CC1C2lYA162。 對于陰極射線的本質(zhì)，有大量的科學(xué)家作出大量的科學(xué)研究， 主要形成了兩種觀點(diǎn)。這種認(rèn)識一直統(tǒng)治了人類思想近兩千年。 點(diǎn)評：總結(jié)課堂內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)能力。 ②為什么微觀粒子的坐標(biāo)和動量不能同時測準(zhǔn) ?這是因為微觀粒子的坐標(biāo)和動量本來就不同時具有確定量。 有概率分布特性，不可能分辨出各個粒子的軌跡。 例題解析： 例 1．一顆質(zhì)量為 10g 的子彈，具有 200m如果我們?nèi)杂米鴺?biāo) x 和動量 p 來描述這一電子的運(yùn)動狀態(tài)，那么，我們不禁要問：一個電子通過狹縫的瞬時，它是從縫上哪一點(diǎn)通過的呢 ?也就是說，電子通過狹縫的瞬時，其坐標(biāo) x 為多少 ?顯然，這一問題，我們無法準(zhǔn)確地回答，因為此時該電子究竟在縫上哪一點(diǎn)通過是無法確定的，即我們不能準(zhǔn)確地確定該電子通過狹縫時的坐標(biāo)。簡單的說，是為了描述微觀粒子的波動性而引入的一種方法。 設(shè)疑：既然光是粒子，那么它的運(yùn)動還遵守牛頓運(yùn)動定律嗎？還能用質(zhì)點(diǎn)的位置和動量來描述它的運(yùn)動嗎？點(diǎn)評：引發(fā)學(xué)生的好奇心，激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣。 三、課堂小結(jié)教師活動：光既具有波動性，又具有粒子性。 當(dāng)入射光頻率ν ν c時，電子才能逸出金屬表面； 當(dāng)入射光頻率ν二、概率波 德布羅意波的統(tǒng)計解釋 1926 年，德國物理學(xué)玻恩（ Born， 18821972）提出了概率波，認(rèn)為個別微觀粒子在何處出現(xiàn)有一定的偶然性，但是大量粒子在空間何處出現(xiàn)的空間分布卻服從一定的統(tǒng)計規(guī)律。發(fā)射出來的電子叫做光電子。 19世紀(jì) 60年代，麥克斯韋又從理論上確定了光的電磁波本質(zhì)。 2．知道愛因斯坦光電效應(yīng)方程以及意義。人們本著對光的完美理論（光的波動性、電磁理論）進(jìn)行解釋會出現(xiàn)什么結(jié)果？明天，我們就繼續(xù)學(xué)習(xí)“科學(xué)的轉(zhuǎn)折：光的粒子性”（三）課堂小結(jié)教師活動：讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。但是這些諧振子只能處于某些分立的狀態(tài)，在這些 狀態(tài)中，諧振子的能量并不象經(jīng)典物理學(xué)所允許的可具有任意值。德國物理學(xué)家維恩和英國物理學(xué)家瑞利分別提出了輻射 強(qiáng)度按波長分布的理論公式。 不透明的材料制成帶 小孔的的空腔，可近似看作黑體。并通過課件展示，使學(xué)生進(jìn)一步了解熱輻射的特點(diǎn)，為黑體概念的提出準(zhǔn)備知識。 1900 年，在英國皇家 學(xué)會的新年慶祝會上，著名物理學(xué)家開爾文作了展望新世紀(jì)的發(fā)言：“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。 （三）情感、態(tài)度與價值觀領(lǐng)略自然界的奇妙與和諧，發(fā)展對科學(xué)的好奇心與求知欲，樂于探究自然界的奧秘，能體驗探索自然規(guī)律的艱辛與喜悅。 學(xué)生活動：認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，并把自己這節(jié)課的體會寫下來、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié)，看誰的更好，好在什么地方。 接著再解釋用鐵錘釘釘子、跳遠(yuǎn)時要落入沙坑中等現(xiàn)象。 v′ v 如圖所示，質(zhì)量為 m 的球以速度 v 向右運(yùn)動，與墻壁碰撞后反彈的速度為 v’，碰撞過程中，小球所受墻壁的作用力 F 的方向向左。 討論：如果物體所受的力不是恒力，對動量定理的表達(dá)式應(yīng)該怎樣理解呢？教師：引導(dǎo)學(xué)生閱讀選修 3－ 5 教材 24 頁第一段，理解動量定理的過程性。 （教師巡回指導(dǎo)，及時點(diǎn)撥、提示）推導(dǎo)過程：如圖所示，由牛頓第二定律得，物體的加速度合力 F=ma由于，所以，（ 1）結(jié)論：上式表示，物體所受合外力等于物體動量的變化率。激發(fā)學(xué)生探索新知識的欲望。 點(diǎn)評：總結(jié)課堂內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)能力。 教師：為了使學(xué)生對反沖運(yùn)動有更深刻的印象，此時再做一個發(fā)射禮花炮的實驗。 〖演示實驗 2〗用薄鋁箔卷成一個細(xì)管，一端封閉，另一端留一個很細(xì)的口，內(nèi)裝由火柴頭上刮下的藥粉，把細(xì)管放在支架上，用火柴或其他辦法給細(xì)管加熱，當(dāng)管內(nèi)藥粉點(diǎn)燃時，生成的燃?xì)鈴募?xì)口迅速噴出，細(xì)管便向相反的方向飛去。 例 2 收集資料，了解中子是怎樣發(fā)現(xiàn)的。 [練習(xí) ]如圖所示，乒乓球質(zhì)量為 m，彈性鋼球質(zhì)量為 M（ Mm），它們一起自高度 h 高處自由下落，不計空氣阻力，設(shè)地面上鋪有彈性鋼板，球與鋼板之間的碰撞及乒乓球與鋼球之間的碰撞均為彈性碰撞，試計算鋼球著地后乒乓球能夠 上升的最大高度。 ●若，即 A 的質(zhì)量遠(yuǎn)大于 B 的質(zhì)量這時。 ★教學(xué)資料一維彈性碰撞的普適性結(jié)論新課標(biāo)人教版選修 35第 15頁討論了一維彈性碰撞中的一種特殊情況（運(yùn)動的物體撞擊靜止的物體），本文旨在在此基礎(chǔ)之上討論一般性情況，從而總結(jié)出普遍適用的一般性結(jié)論。下一階段開始時， M 與 m 就具有共同速度，即 m的速度不為零了，這種變化是如何實現(xiàn)的呢？引導(dǎo)學(xué)生分析出來，在上述前后兩個階段中間，還有一 個短暫的階段，在這個階段中， M 和 m發(fā)生了完全非彈性碰撞，這個階段中，機(jī)械能（動能）是有損失的．（ 3）讓學(xué)生獨(dú)立地寫出完整的方程組．第一階段，對重錘有： 第二階段，對重錘及木楔有 Mv+0=（ M+m）．第三階段，對重錘及木楔有（ 4）小結(jié)：在這類問題中，沒有出現(xiàn)碰撞兩個字，碰撞過程是隱含在整個物理過程之中的，在做題中，要認(rèn)真分析物理過程，發(fā)掘隱含的碰撞問題． 2．展示投影片 2，其內(nèi)容如下： 如圖所示，在光滑水平地面上，質(zhì)量為 M 的滑塊上用輕桿及輕繩懸吊質(zhì)量為 m的小球，此裝置一起以速度 v0 向右滑動．另一質(zhì)量也為 M 的滑塊 靜止于上述裝置的右側(cè)．當(dāng)兩滑塊相撞后，便粘在一起向右運(yùn)動，則小球此時的運(yùn)動速度是多少？組織學(xué)生認(rèn)真讀題，并給三分鐘思考時間．（ 1）提問學(xué)生解答方案，可能出現(xiàn)的錯誤有：在碰撞過程中水平動量守恒，設(shè)碰后共同速度為 v，則有（ M+m） v0+0＝（ 2M+m） v．解得，小球速度（ 2）教師明確表示此種解法是錯誤的，提醒學(xué)生注意碰撞的特點(diǎn)：即宏觀沒有位移，速度發(fā)生變化，然后要求學(xué)生們尋找錯誤的原因．（ 3）總結(jié)歸納學(xué)生的解答，明確以下的研究方法： ①碰撞之前滑塊與小球做勻速直線運(yùn)動，懸線處于豎直方向．②兩個滑塊碰撞時間極其短 暫，碰撞前、后瞬間相比，滑塊及小球的宏觀位置都沒有發(fā)生改變，因此懸線仍保持豎直方向．③碰撞前后懸線都保持豎直方向，因此碰撞過程中，懸線不可能給小球以水平方向的作用力，因此小球的水平速度不變．④結(jié)論是：小球未參與滑塊之間的完全非彈性碰撞，小球的速度保持為 v0．（ 4）小結(jié)：由于碰撞中宏觀無位移，所以在有些問題中，不是所有物體都參與了碰撞過程，在遇到具體問題時一定要注意分析與區(qū)別． 3．展示投影片 3，其內(nèi)容如下： 在光滑水平面上，有 A、 B兩個小球向右沿同一直線運(yùn)動，取向右為正，兩球的動量分別是 pA=5kgm/s， pB=7kgm/s，如圖所示．若能發(fā)生正碰，則碰后兩球的動量增量△ pA、△ pB 可能是 （） A．△ pA=3kgm/s； △ pB=3kgm/sB．△ pA=3kgm/s； △ pB=3kgm/sC．△ pA=10kgm/s； △ pB=10kgm/sD．△ pA=3kgm/s； △ pB=3kgm/s組織學(xué)生認(rèn)真審題．（ 1）提問：解決此類問題的依據(jù)是什么？在學(xué)生回答的基礎(chǔ)上總結(jié)歸納為： ①系統(tǒng)動量守恒； ②系統(tǒng)的總動能不能增加； ③系統(tǒng)總能量的減少量不能大于發(fā)生完全非彈性碰撞時的能量減少量； ④碰撞中每個物體動量的增量方向一定與受力方向相同； ⑤如碰撞后向同方向運(yùn)動，則后面物體的速度不能大于前面物體的速度．（ 2）提問：題目僅給出兩球的動量，如何比較碰撞過程中的能量變化？幫助學(xué)生回憶的關(guān)系。 學(xué)習(xí)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行猜測、探究、發(fā)現(xiàn)規(guī)律的探究方法。 ★教學(xué)重點(diǎn)碰撞中的不變量的探究★教學(xué)難點(diǎn)實驗數(shù)據(jù)的處理．★教學(xué)方法教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生 自主實驗，討論、交流學(xué)習(xí)成果。 教師要放開，讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容，允許內(nèi)容的順序不同，從而構(gòu)建他們自己的知識框架。 聯(lián)立①②兩式，解得④⑤下面我們對幾種情況下這兩個式子的結(jié)果做些分析。 至于質(zhì)量小的物體碰后速度如何，可結(jié)合 [結(jié)論 1]和 [結(jié)論 3]得出。能用動量守恒定律定量分析一維碰撞問題。 （三）情感、態(tài)度與價值觀培養(yǎng)學(xué)生動手動腦的能力，發(fā)掘?qū)W生探索新知識的潛能。 （ 2）分析：反擊式水輪機(jī)的工作原理：當(dāng)水從彎管的噴嘴噴出時，彎管因反沖而旋轉(zhuǎn)，這是利用反沖來造福人類，象這樣的情況還很多。 （三）課堂小結(jié)教師活動：讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。 2．會用動量定理解釋有關(guān)物理現(xiàn)象，并能掌握一維情況下的計算問題。這些現(xiàn)象中的原因是什么呢？通過我們今天的學(xué)習(xí)來探究其中的奧秘。 教師（講解）：物理學(xué)中把力 F 與作用時間的乘積，稱為力的沖量，記為 I，即，單位： N 利用動量定理不僅可以解決勻變速直線運(yùn)動的問題，還可以解決曲線運(yùn)動中的有關(guān)問題，將 較難計算的問題轉(zhuǎn)化為較易計算的問題。 演示實驗 3：小鋼球碰到堅硬大理石后返回 4．應(yīng)用舉例下面，我們應(yīng)用動量定理來解釋雞蛋下落是否會被打破等有關(guān)問題。 在實際應(yīng)用中，有的需要作用時間短，得到很大的作用力，而被人們所利用； 有的要延長作用時間而減少力的作用，請同學(xué)們再舉出一些有關(guān)實際應(yīng)用的例子，加強(qiáng)對周圍事物的觀察，勤于思考，一定會有收獲。 17． 1 能量量子化：物理學(xué)的 新紀(jì)元★新課標(biāo)要求（一）知識與技能 1．了解什么是熱輻射及熱輻射的特性，了解黑體與黑體輻射 2．了解黑體輻射的實驗規(guī)律，了解黑體熱輻射的強(qiáng)度與波長的關(guān)系 3．了解能量子的概念（二）過程與方法了解微觀世界中的量子化現(xiàn)象。另外還找到了力、電、光、聲 等都遵循的規(guī)律 能量轉(zhuǎn)化與守恒定律。 點(diǎn)出課題：我們這節(jié)課就來體驗物理學(xué)新紀(jì)元的到來――能量量子化的發(fā)現(xiàn)（二）進(jìn)行新課 1．黑體與黑體輻射教師：在了解什么是黑體與黑體輻射之前，請同學(xué)們先閱讀教材，了解一下什么是熱輻射。不同的物體吸收和反射電磁波的能力是不一樣的。 黑體熱輻射的強(qiáng)度與波長的關(guān)系：隨著溫度的升高，一方面，各種波長的輻射強(qiáng)度都有增加，另一方面，輻射強(qiáng)度的極大值向波長較短的方向移動。必然會促使人們?nèi)グl(fā)現(xiàn)新的理論。使熱愛科學(xué)的人們又一次倍感欣慰，但真理與謬誤之爭就此平息了嗎？沒有。 （四）作業(yè)：“問題與練習(xí)” 3 題★教學(xué)體會思維方法是解決問題的靈魂，是物理教學(xué)的根本； 親自實踐參與知識的發(fā)現(xiàn)過程是培養(yǎng)學(xué)生能力的關(guān)鍵，離開了思維方法和實踐活動，物理教學(xué)就成了無源之水、無本之木。）學(xué)生回顧、思考，并回答。 學(xué)生：認(rèn)真觀察實驗。