第一篇：高中物理第十八章原子結(jié)構(gòu)3氫原子光譜素材選修3-5教案

氫原子光譜

氫原子光譜（atomic spectrum of hydrogen）是最簡單的原子光譜。由A.埃斯特朗首先從氫放電管中獲得，后來W.哈根斯和H.沃格耳等在拍攝恒星光譜中也發(fā)現(xiàn)了氫原子光譜線。到1885年已在可見光和近紫外光譜區(qū)發(fā)現(xiàn)了氫原子光譜的14條譜線，譜線強度和間隔都沿著短波方向遞減。其中可見光區(qū)有4條，分別用Hα、Hβ、Hγ、Hδ表示，其波長的粗略值分別為656.28nm（納米）、486.13nm、434.05nm和410.17nm。

氫原子光譜是氫原子內(nèi)的電子在不同能級躍遷時發(fā)射或吸收不同頻率 的光子形成的光譜。氫原子光譜為不連續(xù)的線光譜。發(fā)現(xiàn)簡史

玻爾模型描述的氫原子光譜

85年，瑞士數(shù)學(xué)教師J.巴耳末發(fā)現(xiàn)氫原子可見光波段的光譜巴耳末系，并給出經(jīng)驗公式。1908年，德國物理學(xué)家弗里德里希·帕邢發(fā)現(xiàn)了氫原子光譜的帕邢系，位于紅外光波段的譜線。

1914年，物理學(xué)家西奧多·萊曼(Theodore Lyman)發(fā)現(xiàn)氫原子光譜的萊曼系，位于紫外光波段。

1922年，物理學(xué)家F.布拉開發(fā)現(xiàn)氫原子光譜的布拉開系，位于近紅外光波段。

1924年，物理學(xué)家奧古斯特·普豐特發(fā)現(xiàn)氫原子光譜的普豐特系，位于遠紅外光波段。1953年，物理學(xué)家柯蒂斯·漢弗萊發(fā)現(xiàn)氫原子光譜的漢弗萊系，位于遠紅外光波段。光譜系列

氫原子由一個質(zhì)子和一個電子構(gòu)成，是最簡單的原子，因此其光譜一直是了解物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論的主要依據(jù)。研究其光譜，可以借由外界提供能量，使氫原子內(nèi)的電子躍遷至高能級后，在跳回低能級的同時，會放出躍遷量等同兩個能級之間能量差的光子，再以光柵、棱鏡或干涉儀分析其光子能量、強度，就可以得到其發(fā)射光譜的明線。以一定能量、強度的光源照射氫原子，則等同其能級能量差的光子會被氫原子吸收，得到其吸收光譜的暗線。另外分析來自外太空的氫原子的光譜并非易事，因為氫在大自然中以雙原子分子存在。依其發(fā)現(xiàn)譜線所在的能量區(qū)段可將其劃分為萊曼系、巴耳末系、帕邢系、布拉開系、芬德系和漢弗萊系。光譜線公式

1885年瑞士物理學(xué)家J.巴耳末首先把上述光譜用經(jīng)驗公式：

紅外區(qū)、可見區(qū)、紫外區(qū)的線狀光譜圖λ=Bn2/(n2－22)（n=3,4,5,···）表示出來，式中B為一常數(shù)。這組譜線稱為巴耳末線系。當n→∞時，λ→B，為這個線系的極限，這時鄰近二譜線的波長之差趨于零。1890年J.里德伯把巴耳末公式簡化為： 1/λ=RH(1/22－1/n2)（n=3,4,5,···）

式中RH稱為氫原子里德伯常數(shù)，其值為(1.096775854±0.000000083)×107m-1。后

氫光譜儀及氫原子可見光光譜圖

來又相繼發(fā)現(xiàn)了氫原子的其他譜線系，都可用類似的公式表示。波長的倒數(shù)稱波數(shù)，單位是m-1，氫原子光譜的各譜線系的波數(shù)可用一個普遍公式表示： σ=RH(1/m2－1/n2)對于一個已知線系，m為一定值，而n為比m大的一系列整數(shù)。此式稱為廣義巴耳末公式。氫原子光譜現(xiàn)已命名的六個線系如下：

萊曼系 m=1,n=2,3,4,···紫外區(qū)

巴耳末系 m=2,n=3,4,5,···可見光區(qū)

帕邢系 m=3,n=4,5,6,···紅外區(qū)

布拉開系 m=4,n=5,6,7,···近紅外區(qū)

普豐特系 m=5,n=6,7,8,···遠紅外區(qū)

漢弗萊系 m=6,n=7,8,9,···遠紅外區(qū)

廣義巴耳末公式中，若令T(m)=RH/m2，T(n)=RH/n2，為光譜項，則該式可寫成σ=T(m)－T(n)。氫原子任一光譜線的波數(shù)可表示為兩光譜項之差的規(guī)律稱為并合原則，又稱里茲組合原則。

對于核外只有一個電子的類氫原子（如He+，Li2+等），廣義巴耳末公式仍適用，只是核的電量和質(zhì)量與氫原子核不同，要對里德伯常數(shù)R作相應(yīng)的變動。

當用分辨本領(lǐng)很高的分光儀器去觀察氫原子的各條光譜線時，發(fā)現(xiàn)它們又由若干相近的譜線組成，稱為氫原子光譜線的精細結(jié)構(gòu)。它來源于氫原子能級的細致分裂，分裂的主要原因是相對論效應(yīng)以及電子自旋和軌道相互作用所引起的附加能量。可由狄拉克的相對論性波動方程得到解釋。由此算得氫原子的能級公式為： E=hcR/n2－h(huán)cRα2/n3－[1/(j+1/2)－(3/4)n] 式中h為普朗克常數(shù)；c為真空中的光速；R為里德伯常數(shù)；n為主量子數(shù)；j為總角動量量子數(shù)；α稱為精細結(jié)構(gòu)常數(shù)，其值很小，因此第二項遠小于第一項。如果忽略第二項，上式就是玻爾氫原子理論的氫原子能級公式；若保留第二項，則每一主量子數(shù)為n的能級都按不同的總角動量量子數(shù)j表現(xiàn)出其精細結(jié)構(gòu)。但這個公式中不含軌道角動量量子數(shù)l，而j=l±1/2，這說明按量子力學(xué)理論氫原子兩個不同l，而n、j相同的能級具有相同的能量，對l是簡并的。精細結(jié)構(gòu)還與原子序數(shù)有關(guān)，氫能級的精細結(jié)構(gòu)分裂比其他原子（如鈉）的小。早期用高分辨光譜儀器曾觀察到氫的Hα線的部分精細結(jié)構(gòu)，分析后發(fā)現(xiàn)與量子力學(xué)理論有細微不符之處。

1947年W.蘭姆和R.雷瑟福用原子束磁共振法發(fā)現(xiàn)氫的2S1/2比2P1/2高出1,057.8MHz，這就是著名的蘭姆移位。為解釋這種現(xiàn)象發(fā)展起了量子電動力學(xué)理論。氫光譜的研究曾促成了量子力學(xué)的發(fā)展，現(xiàn)在又成為推動和驗證量子電動力學(xué)發(fā)展的最重要的實驗方法之一。到2000年，測量氫某些譜線頻率的精度已達10-13量級，由此推出的里德伯常數(shù)的精度達10-12量級。

經(jīng)典理論局限 盧瑟福的核式結(jié) 電磁波連續(xù)光譜

構(gòu)模型正確地指出了原子核的存在，很好地解釋了α粒子散射實驗。但是 連續(xù)光譜和原子發(fā)射光譜(線狀光譜)比較

無法解釋原子的穩(wěn)定性和原子光譜的分立特征。

按照經(jīng)典物理學(xué)，核外電子受到原子的庫侖引力的作用，不可能靜止，必定以一定的速度繞核轉(zhuǎn)動。電子轉(zhuǎn)動引起電磁場變化，激發(fā)電磁波，以電磁波的形式輻射。因此，電子繞核轉(zhuǎn)動的原子系統(tǒng)是不穩(wěn)定的，電子失去能量，最終將落在原子核上。但是事實上原子是個穩(wěn)定系統(tǒng)。

根據(jù)經(jīng)典電動力學(xué)，電子輻射的電磁波的頻率，就是它繞核轉(zhuǎn)動的頻率。電子轉(zhuǎn)動能量越小，離原子核就越近，轉(zhuǎn)動就越快。這個變化是連續(xù)的，應(yīng)該可以觀察到原子輻射的各種頻率（波長）的光，即原子光譜應(yīng)該是連續(xù)的，但實際上觀察到的是分立的線狀譜。經(jīng)典物理學(xué)理論不可克服的內(nèi)在矛盾說明，盡管經(jīng)典理論能解釋宏觀現(xiàn)象，但不能解釋原子的微觀現(xiàn)象，引入新的物理觀念是非常必要的。玻爾理論詮釋 玻爾氫原子理論是

氫原子光譜與電子躍遷

闡述氫原子結(jié)構(gòu)的半經(jīng)典理論。是N.玻爾結(jié)合了M.普朗克的量子概念、丹麥物理學(xué)家 N.Bohr 里德伯－里茲組合原則和E.盧瑟福關(guān)于原子的核式結(jié)構(gòu)模型，于1913年提出來的。玻爾理論的基本假定是：

① 原子核外的電子，只能在一系列無輻射的定態(tài)軌道上運動，這種特殊的力學(xué)平衡狀態(tài)可以用經(jīng)典力學(xué)方法處理。

② 當一個原子從一個能量為Ei的定態(tài)，躍遷到另一個能量為Ef的定態(tài)時，就產(chǎn)生輻射（或吸收），輻射頻率v與躍遷始末的兩個定態(tài)能量之間的關(guān)系由下式?jīng)Q定： |Ei－Ef|=hv 根據(jù)玻爾的基本假定，可以推導(dǎo)出氫原子光譜的巴耳末系、帕邢系、賴曼系、布拉開系、芬德系以及漢弗萊系的公式。

玻爾又假定電子與核之間的相互作用力主要是庫侖力。玻爾認為，電子繞核作圓周運動。玻爾理論突破了經(jīng)典概念，提出了定態(tài)、量子化條件、分立能級、能級間的躍遷等極其重要的概念，第一次從理論上解釋了氫原子光譜的經(jīng)驗規(guī)律，成就是巨大的。另一方面，玻爾理論仍未能脫離經(jīng)典理論的束縛，因而具有很大的局限性。正確的理論要建立在量子力學(xué)的基礎(chǔ)之上。

事實上，根據(jù)量子力學(xué)，當原子處于定態(tài)時，其概率密度不隨時間變化。原子的電荷密度是由它的概率密度與電子的電荷量共同決定的。一個穩(wěn)定的電荷分布體系是不會產(chǎn)生電磁輻射的，所以定態(tài)時原子不輻射電磁波。而對于原子躍遷過程當中，經(jīng)計算，可知其概率密度將會以頻率v=|Em-En|/h隨時間振蕩，該頻率恰巧也與玻爾理論所給出的相同。概率密度隨時間振蕩意味著在周圍發(fā)現(xiàn)電子的概率會隨時間振蕩，因此原子的電荷分布也會隨時間振蕩，原子必定會輻射。這樣我們就圓滿地解釋了原子躍遷時輻射（吸收）電磁波的內(nèi)在機制。實驗和應(yīng)用

氫原子光譜是原子發(fā)射光譜，在真空管中充入少量氫氣，通過高壓放電，氫氣可以產(chǎn)生可見光、紫外光和紅外光，這些光經(jīng)過三棱鏡分成一系列按波長大小排列的線狀光譜。除氫原子外，其他原子也可以產(chǎn)生特征發(fā)射譜線，可以利用原子的特征譜線來鑒定原子的存在。

第二篇：物理：新人教版選修3-5 18.3氫原子光譜(教案)

第十八章

原子結(jié)構(gòu)

新課標要求

1．內(nèi)容標準

（1）了解人類探索原子結(jié)構(gòu)的歷史以及有關(guān)經(jīng)典實驗。

例1 用錄像片或計算機模擬，演示α粒子散射實驗。

（2）通過對氫原子光譜的分析，了解原子的能級結(jié)構(gòu)。

例2 了解光譜分析在科學(xué)技術(shù)中的應(yīng)用。

2．活動建議

觀看有關(guān)原子結(jié)構(gòu)的科普影片。新課程學(xué)習(xí)

18．3 氫原子光譜

★新課標要求

（一）知識與技能

1．了解光譜的定義和分類。

2．了解氫原子光譜的實驗規(guī)律，知道巴耳末系。3．了解經(jīng)典原子理論的困難。

（二）過程與方法

通過本節(jié)的學(xué)習(xí)，感受科學(xué)發(fā)展與進步的坎坷。

（三）情感、態(tài)度與價值觀

培養(yǎng)我們探究科學(xué)、認識科學(xué)的能力，提高自主學(xué)習(xí)的意識。

★教學(xué)重點

氫原子光譜的實驗規(guī)律 ★教學(xué)難點 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?！锝虒W(xué)用具：

投影片，多媒體輔助教學(xué)設(shè)備 ★課時安排 1 課時

★教學(xué)過程

（一）引入新課 講述： ?粒子散射實驗使人們認識到原子具有核式結(jié)構(gòu)，但電子在核外如何運動呢？它的能量怎樣變化呢？通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)我們就來進一步了解有關(guān)的實驗事實。

（二）進行新課

1．光譜（結(jié)合課件展示）

早在17世紀，牛頓就發(fā)現(xiàn)了日光通過三棱鏡后的色散現(xiàn)象，并把實驗中得到的彩色光帶叫做光譜。

（如圖所示）講述：

光譜是電磁輻射（不論是在可見光區(qū)域還是在不可見光區(qū)域）的波長成分和強度分布的記錄。有時只是波長成分的記錄。

（1）發(fā)射光譜

物體發(fā)光直接產(chǎn)生的光譜叫做發(fā)射光譜。發(fā)射光譜可分為兩類：連續(xù)光譜和明線光譜。

引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材，回答什么是連續(xù)光譜和明線光譜？

學(xué)生回答：連續(xù)分布的包含有從紅光到紫光各種色光的光譜叫做連續(xù)光譜。只含有一些不連續(xù)的亮線的光譜叫做明線光譜。明線光譜中的亮線叫譜線，各條譜線對應(yīng)不同波長的光。

教師講述：熾熱的固體、液體和高壓氣體的發(fā)射光譜是連續(xù)光譜。例如白熾燈絲發(fā)出的光、燭焰、熾熱的鋼水發(fā)出的光都形成連續(xù)光譜。如圖所示。

稀薄氣體或金屬的蒸氣的發(fā)射光譜是明線光譜。明線光譜是由游離狀態(tài)的原子發(fā)射的，所以也叫原子的光譜。實踐證明，原子不同，發(fā)射的明線光譜也不同，每種原子只能發(fā)出具有本身特征的某些波長的光，因此明線光譜的譜線也叫原子的特征譜線。如圖所示。

（2）吸收光譜

教師：高溫物體發(fā)出的白光（其中包含連續(xù)分布的一切波長的光）通過物質(zhì)時，某些波長的光被物質(zhì)吸收后產(chǎn)生的光譜，叫做吸收光譜。各種原子的吸收光譜中的每一條暗線都跟該種原子的原子的發(fā)射光譜中的一條明線相對應(yīng)。這表明，低溫氣體原子吸收的光，恰好就是這種原子在高溫時發(fā)出的光。因此吸收光譜中的暗譜線，也是原子的特征譜線。太陽的光譜是吸收光譜。如圖所示。

課件展示，氫、鈉的光譜、太陽光譜

投影各種光譜的特點及成因知識結(jié)構(gòu)圖：

（3）光譜分析

由于每種原子都有自己的特征譜線，因此可以根據(jù)光譜來鑒別物質(zhì)和確定的化學(xué)組成。這種方法叫做光譜分析。

原子光譜的不連續(xù)性反映出原子結(jié)構(gòu)的不連續(xù)性，所以光譜分析也可以用于探索原子的結(jié)構(gòu)。

2．氫原子光譜的實驗規(guī)律

教師講述：氫原子是最簡單的原子，其光譜也最簡單。引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材61頁有關(guān)內(nèi)容。（課件展示）

3．盧瑟福原子核式模型的困難

教師：（講述）盧瑟福原子核式模型無法解釋氫原子光譜的規(guī)律。引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材62頁有關(guān)內(nèi)容。

教師總結(jié)：按經(jīng)典理論電子繞核旋轉(zhuǎn)，作加速運動，電子將不斷向四周輻射電磁波，它的能量不斷減小，從而將逐漸靠近原子核，最后落入原子核中。

軌道及轉(zhuǎn)動頻率不斷變化，輻射電磁波頻率也是連續(xù)的，原子光譜應(yīng)是連續(xù)的光譜。實驗表明原子相當穩(wěn)定，這一結(jié)論與實驗不符。實驗測得原子光譜是不連續(xù)的譜線。

（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。請一個同學(xué)到黑板上總結(jié)，其他同學(xué)在筆記本上總結(jié)，然后請同學(xué)評價黑板上的小結(jié)內(nèi)容。

學(xué)生活動：認真總結(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。

點評：總結(jié)課堂內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)能力。

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。

（四）作業(yè)：課本P62第1、3、4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)生素質(zhì)的培養(yǎng)就成了鏡中花，水中月。

第三篇：高中物理選修3

高中物理選修3—1磁場 磁場·磁現(xiàn)象的電本質(zhì)·教案

一、教學(xué)目標 1在物理知識方面要求 1了解磁現(xiàn)象的電本質(zhì)2了解磁性材料及其應(yīng)用。2通過對安培分子電流假說的講述一方面要使學(xué)生了解科學(xué)假設(shè)的提出要有實驗基礎(chǔ)和指導(dǎo)思想另一方面也要使學(xué)生了解假說是科學(xué)發(fā)展的形式假說是否正確要看能否解釋實驗現(xiàn)象導(dǎo)出的結(jié)論是否符合實驗結(jié)果。安培假說已經(jīng)得到實驗的證實假說上升為理論——安培分子電流理論。教學(xué)中要向?qū)W生滲透科學(xué)的研究方法。

二、教學(xué)重點 磁鐵的磁場也是由運動電荷產(chǎn)生的。

三、教具 1演示軟磁鐵被磁化的實驗 鐵架臺條形磁鐵軟鐵棒大頭針。2演示磁性材料的實驗 電源通電螺線管可被輕繩吊起的小磁針塑料棒銅棒鉛棒軟鐵棒硅鋼棒揚聲器磁電式儀表繼電器變壓器。

四、主要教學(xué)過程 一復(fù)習(xí)提問 1從上節(jié)課的學(xué)習(xí)我們知道了用幾種方法可以產(chǎn)生磁場 回答磁鐵能產(chǎn)生磁場電流也能產(chǎn)生磁場。2請學(xué)生在黑板上畫出條形磁鐵和通電螺線管周圍的磁場。二引入新課及講授新課 磁極和電流能夠同樣產(chǎn)生磁場通電螺線管和條形磁鐵周圍的磁場又是那么相似這些現(xiàn)象使我們想到磁極的磁場和電流的磁場是不是有相同的起源

第四篇：高中物理磁現(xiàn)象和磁場教案選修3

第三章 磁場

全章概述

本章的內(nèi)容，特別是對磁場性質(zhì)的定量描述，是以后學(xué)習(xí)電磁學(xué)的基礎(chǔ)。本章的內(nèi)容按照這樣的線索展開。磁場的性質(zhì)——磁場性質(zhì)的定性和定量描述——磁場對電流和運動電荷的作用——安培力和洛倫茲力的應(yīng)用。

本章的重點內(nèi)容是磁感應(yīng)強度、磁場對電流的作用和磁場對運動電荷的作用。磁感應(yīng)強度描述了磁場的性質(zhì)，它比較抽象，同時也是學(xué)習(xí)中的一個難點。掌握左手定則，熟練掌握安培力和洛倫茲力方向的判斷以及安培力和洛倫茲力的計算，這是學(xué)好后續(xù)課程的基礎(chǔ)。由于高中階段有關(guān)磁場的知識大都是通過分析、邏輯推理和理論推導(dǎo)得出的結(jié)論，抽象思維上的難度比較大；而電流（運動電荷）方向，磁感應(yīng)強度方向及磁場對電流（運動電荷）作用力的方向分布在三維空間，這就要求大家要具備較強的空間想象能力。因此，除了掌握重點知識，突破難點知識，還要在學(xué)習(xí)的過程中自覺地提高自己的抽象思維能力、邏輯推理能力和空間想象能力。

列舉磁現(xiàn)象在生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用。了解我國古代在磁現(xiàn)象方面的研究成果及其對人類文明的影響。關(guān)注與磁相關(guān)的現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展。

例1 觀察計算機磁盤驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)，大致了解其工作原理。

1、了解磁場，知道磁感應(yīng)強度和磁通量。會用磁感線描述磁場。例2 了解地磁場的分布、變化，以及對人類生活的影響。

2、會判斷通電直導(dǎo)線和通電線圈周圍磁場的方向。

3、通過實驗，認識安培力。會判斷安培力的方向。會計算勻強磁場中安培力的大小。例3 利用電流天平或其他簡易裝置，測量或比較磁場力。例4 了解磁電式電表的結(jié)構(gòu)和工作原理。

1、通過實驗，認識洛侖茲力。會判斷洛侖茲力的方向，會計算洛侖茲力的大小。了解電子束的磁偏轉(zhuǎn)原理以及在科學(xué)技術(shù)中的應(yīng)用。

例5 觀察陰極射線在磁場中的偏轉(zhuǎn)。例6 了解質(zhì)譜儀和回旋加速器的工作原理。

1、認識電磁現(xiàn)象的研究在社會發(fā)展中的作用。

3.1磁現(xiàn)象和磁場

新課程學(xué)習(xí)

3.1 磁現(xiàn)象和磁場

三維教學(xué)目標

1、知識與技能

（1）列舉磁現(xiàn)象在生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用，了解我國古代在磁現(xiàn)象方面的研究成果及其對人類文明的影響，關(guān)注與磁相關(guān)的現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展；

（2）知道磁場的基本特性是對處在它里面的磁體或電流有磁場力的作用；

（3）知道磁極和磁極之間、磁極和電流之間、電流和電流之間都是通過磁場發(fā)生相互作用的。

2、過程與方法:利用電場和磁場的類比教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的比較推理能力。

3、情感、態(tài)度與價值觀:在教學(xué)中滲透物質(zhì)的客觀性原理。教學(xué)重點：磁場的物質(zhì)性和基本特性。教學(xué)難點：磁場的物質(zhì)性和基本性質(zhì)。教學(xué)方法：類比法、實驗法、比較法。

教學(xué)用具：條形磁鐵、蹄形磁鐵、小磁針、導(dǎo)線和開關(guān)、電源、鐵架臺、投影片、多媒體輔助教學(xué)設(shè)備。教學(xué)過程：

第1節(jié) 磁現(xiàn)象和磁場

（一）引入新課

我國是世界上最早發(fā)現(xiàn)磁現(xiàn)象的國家。早在戰(zhàn)國末年就有磁鐵的記載。我國古代的四大發(fā)明之一的指南針就是其中之一，指南針的發(fā)明為世界的航海業(yè)作出了巨大的貢獻。在現(xiàn)代生活中，利用磁場的儀器或工具隨處可見，如我們將要學(xué)習(xí)的電流表、質(zhì)譜儀、回旋加速器等。進人21世紀后，科技的發(fā)展突飛猛進、一日千里，作為新世紀的主人，肩負著民族振興的重任，希望同學(xué)們勤奮學(xué)習(xí)，為攀登科學(xué)高峰打好扎實的基礎(chǔ)。今天，我們首先認識磁場。

（二）進行新課

1、磁現(xiàn)象

教師：引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材“磁現(xiàn)象”兩段，明確以下幾個問題：

問題1天然磁石的主要成分是什么？永磁體吸引鐵質(zhì)物體的性質(zhì)叫磁性。

問題2什么是永磁體、磁性和磁極？磁體有幾個磁極，如何規(guī)定的？磁性最強的區(qū)域就是磁極。

2、電流的磁效應(yīng)

教師：電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象之間存在著許多相似，請你舉例說明。

學(xué)生：討論，交流，發(fā)表見解。電荷存在正負、磁體存在兩極；電荷間有力的作用，且同號電荷相斥，異號電荷相吸；磁體間同樣有力的作用，且同名磁極相斥，異名磁極相吸。

教師：電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象間的相似是偶然的嗎？如果你是一位物理學(xué)家，你會怎樣認為呢？ 教師：引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材80頁思考問題：

問題1人們是通過那些自然現(xiàn)象，開始形成了相互聯(lián)系和相互轉(zhuǎn)化的思想？ 問題2開始，奧斯特的實驗研究均以“失敗”告終，為什么？你從中有何啟發(fā)？

問題3奧斯特是如何發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)的？以前的實驗為什么會失??？談?wù)勀愕南敕āW斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)的實驗有何意義，竟使安培、法拉第對奧斯特有如此高的評價？ 學(xué)生：閱讀教材，討論、交流、發(fā)表見解。

3、磁場

提問：磁體對磁體有力的作用，奧斯特的電流磁效應(yīng)實驗說明電流對磁體也有力的作用。這些作用力都不需要直接接觸，就能產(chǎn)生。那么，這些作用力是怎樣產(chǎn)生的呢？是不是不需要任何媒介物就能產(chǎn)生？ 答：是通過磁場產(chǎn)生的。

教師：你為什么會想到是通過磁場產(chǎn)生的？類比前面的學(xué)習(xí)談一下自己的看法。

學(xué)生：奧斯特的電流磁效應(yīng)實驗說明電和磁是相互聯(lián)系的。電荷的周圍存在電場，電荷間通過電場產(chǎn)生相互作用，那么，磁體和電流的周圍必然會存在磁場，磁體間、電流和磁體間則通過磁場產(chǎn)生相互作用。教師：既然電流的周圍存在磁場，對磁體會產(chǎn)生力的作用，那么磁體對電流會產(chǎn)生力的作用嗎？電流與電流之間有沒有力的作用？ 學(xué)生：有。因為力是相互的。

演示：如圖3.1-3所示，通電導(dǎo)線與磁體間發(fā)生相互作用。學(xué)生：認真觀察實驗，體會磁體對通電導(dǎo)線產(chǎn)生力的作用。

結(jié)論：磁場是存在于磁體或電流周圍空間的一種特殊物質(zhì)。磁體和電流的周圍存在磁場，磁體間、電流和磁體間、電流和電流間的相互作用，都是通過磁場產(chǎn)生的。

問題：大家猜想一下，磁場的基本性質(zhì)是什么呢？與電場的基本性質(zhì)是否相似？

學(xué)生：磁場的基本性質(zhì)是對放入其中的磁體或電流產(chǎn)生力的作用。與電場的基本性質(zhì)是相似的。（電場的基本性質(zhì)是對放入其中的電荷產(chǎn)生力的作用）

結(jié)論：電荷之間存在相互作用的力，它不是電荷之間直接發(fā)生的，而是通過電場發(fā)生的（這一結(jié)論是從電荷間相互作用的現(xiàn)象結(jié)合“力是物體間的相互作用”推理得出的）。通過類比，可以推斷出“磁極間的相互作用也是通過磁場而發(fā)生的”磁場也具有物質(zhì)性。問題：請大家思考，懸吊著的磁針為什么會指示南北呢？ 答：說明地球的周圍有磁場，地磁場對磁針產(chǎn)生了磁場力。

4、磁性的地球

教師：地球的周圍存在磁場，地球?qū)嶋H上就是一個巨大的磁體，它也有兩個磁極，地磁南極和地磁北極。地磁場的南北極與地理的南北極并不重合。觀察圖3.1-4，地磁場的南北極連線與地理的南北極之間有一個偏角，叫做磁偏角。磁偏角的數(shù)值在地球上不同的地點是不同的。而且，地球的磁極在緩慢地移動，磁偏角也在緩慢地變化。

指出：許多天體和地球一樣，也存在著磁場。如太陽、月亮、火星等都存在磁場。但它們的磁場有不同的特點。如火星的磁場不像地球的磁場那樣是全球性的，而是局部的。因此指南針不能在火星上工作。對天體磁場的研究具有十分重要的科學(xué)意義。

5、課堂小節(jié)

6、作業(yè)：

1、完成P81 練習(xí)2、3

教后記：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)生素質(zhì)的培養(yǎng)就成了鏡中花，水中月。

第五篇：高中物理第十六章動量守恒定律3動量守恒定律素材選修3-5教案

3動量守恒定律

動量守恒定律和能量守恒定律以及角動量守恒定律一起成為現(xiàn)代物理學(xué)中的三大基本守恒定律。最初它們是牛頓定律的推論，但后來發(fā)現(xiàn)它們的適用范圍遠遠廣于牛頓定律，是比牛頓定律更基礎(chǔ)的物理規(guī)律，是時空性質(zhì)的反映。其中，動量守恒定律由空間平移不變性推出，能量守恒定律由時間平移不變性推出，而角動量守恒定律則由空間的旋轉(zhuǎn)對稱性推出。定律特點 矢量性

動量是矢量。動量守恒定律的方程是一個矢量方程。通常規(guī)定正方向后，能確定方向的物理量一律將方向表示為“+”或“-”，物理量中只代入大?。翰荒艽_定方向的物理量可以用字母表示，若計算結(jié)果為“+”，則說明其方向與規(guī)定的正方向相同，若計算結(jié)果為“-”，則說明其方向與規(guī)定的正方向相反。瞬時性

動量是一個瞬時量，動量守恒定律指的是系統(tǒng)任一瞬間的動量和恒定。因此，列出的動量守恒定律表達式m1v1+m2v2+…=m1v1ˊ+m2v2ˊ+…，其中v1，v2…都是作用前同一時刻的瞬時速度，v1ˊ，v2ˊ都是作用后同一時刻的瞬時速度。只要系統(tǒng)滿足動量守恒定律的條件，在相互作用過程的任何一個瞬間，系統(tǒng)的總動量都守恒。在具體問題中，可根據(jù)任何兩個瞬間系統(tǒng)內(nèi)各物體的動量，列出動量守恒表達式。相對性

物體的動量與參考系的選擇有關(guān)。通常，取地面為參考系，因此，作用前后的速度都必須相對于地面。普適性

它不僅適用于兩個物體組成的系統(tǒng)，也適用于多個物體組成的系統(tǒng)；不僅適用于宏觀物體組成的系統(tǒng)，也適用于微觀粒子組成的系統(tǒng)。適用性 適用范圍

動量守恒定律是自然界最普遍、最基本的規(guī)律之一。不僅適用于宏觀物體的低速運動，也適用與微觀物體的高速運動。小到微觀粒子，大到宇宙天體，無論內(nèi)力是什么性質(zhì)的力，只要滿足守恒條件，動量守恒定律總是適用的。適用條件

1.系統(tǒng)不受外力或者所受合外力為零；

2.系統(tǒng)所受合外力雖然不為零，但系統(tǒng)的內(nèi)力遠大于外力時，如碰撞、爆炸等現(xiàn)象中，系統(tǒng)的動量可看成近似守恒；

3.系統(tǒng)總的來看不符合以上條件的任意一條，則系統(tǒng)的總動量不守恒。但是若系統(tǒng)在某一方向上符合以上條件的任意一條，則系統(tǒng)在該方向上動量守恒。