第一篇：高三物理教案——《玻爾的原子模型 能級》

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玻爾的原子模型 能級

教學(xué)目標(biāo)

1．知識目標(biāo)

1)理解玻爾關(guān)于軌道量子化的概念,充分認(rèn)識玻爾關(guān)于軌道半徑不可能取任意值的論斷．

2)理解能級的概念和原子發(fā)射與吸收光子的頻率與能級差的關(guān)系． 3)知道原子光譜為什么是一些分立的值．知道原子光譜的一些應(yīng)用． 2．能力目標(biāo)。

介紹物理學(xué)史,培養(yǎng)科學(xué)探索的精神.3.德育目標(biāo) 探索精神.重點(diǎn)難點(diǎn)分析：

玻爾理論是本節(jié)課重點(diǎn)；對原子發(fā)光現(xiàn)象解釋是本節(jié)難點(diǎn)． 教學(xué)設(shè)計(jì)思路：

玻爾理論建立在三個(gè)假設(shè)的基礎(chǔ)上，它對氫原子電磁輻射的成功解釋和預(yù)言，是以兩個(gè)假設(shè)為前提的必然結(jié)果．學(xué)習(xí)時(shí)，要在理解玻爾關(guān)于軌道量子化概念的基礎(chǔ)上，經(jīng)推理得到能量量子化的概念，在掌握能級等概念的前提下，運(yùn)用能的轉(zhuǎn)化和能量守恒定律理解躍遷規(guī)律，從而掌握原子光譜的特征． 教學(xué)媒體: 掛圖(或投影片)，分光鏡，課件等 教學(xué)過程：

（一）引入新課

同學(xué)們知道原子的結(jié)構(gòu)嗎?初中我們曾經(jīng)學(xué)過的原子結(jié)構(gòu)是由英國物理學(xué)家盧瑟福依據(jù)他的實(shí)驗(yàn)結(jié)果提出來的，我們稱之為核式結(jié)構(gòu)．

你對該結(jié)構(gòu)產(chǎn)生過懷疑嗎?

按盧瑟福的原子模型，電子在繞核高速旋轉(zhuǎn)，其運(yùn)動情況類似振蕩電荷．按經(jīng)典電磁理論，振蕩電荷要以電磁波的形式不斷向外輻射能量．損失能量后的電子軌道半徑將逐漸減小，最終將落在原子核中．這一過程中，由于軌道半徑是連續(xù)變化的，振蕩頻率也是連續(xù)變化的，向外輻射的能量也應(yīng)是連續(xù)的(發(fā)出的光譜是連續(xù)的)．

然而，事實(shí)并非如此．我們知道大多數(shù)原子是穩(wěn)定的，在通常情況下是不發(fā)射電磁波的．即使在某些狀態(tài)下發(fā)射電磁波，其頻率也不是連續(xù)的，而是具有某些分立的確定的數(shù)值．

問題出在何處?是電磁理論錯了?還是原子模型建立的不對?或是其他什么原因?

面對上述困難，丹麥物理學(xué)家玻爾經(jīng)過認(rèn)真研究于1913年提出了他自己的原子結(jié)構(gòu)模型.保護(hù)原創(chuàng)權(quán)益·凈化網(wǎng)絡(luò)環(huán)境

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（二）新課活動

一、玻爾模型 玻爾原子理論

玻爾把量子觀念引入原子理論中，這是一個(gè)創(chuàng)舉．根據(jù)玻爾的假設(shè)，電子只能在某些可能的軌道上運(yùn)動，電子在這些軌道上運(yùn)動時(shí)不輻射能量，處于定態(tài)，只有電子從一條軌道躍遷到另一條軌道上時(shí)才輻射能量．輻射的能量是一份一份的，等于這兩個(gè)定態(tài)的能量差．這些就是玻爾理論的主要內(nèi)容．

1、模型中保留了盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)．但他認(rèn)為核外電子的軌道是不連續(xù)的，它們只能在某些可能的、分立的軌道上運(yùn)動，而不是像行星或衛(wèi)星那樣，能量大小可以是任意的量值．例如，氫原子的電子最小軌道半徑為r1＝0．53nm，其余可能的軌道半徑還有2.120nm、4.770nm、…不可能出現(xiàn)介于這些軌道之間的其他值．這樣的軌道形式稱為軌道量子化．

2、電子在可能軌道上運(yùn)動時(shí)，盡管是變速運(yùn)動，但它并不釋放能量，原子是穩(wěn)定的，這樣的狀態(tài)也稱之為定態(tài)．這些定態(tài)下的能量值叫能級，原子每一個(gè)可能的狀態(tài)都對應(yīng)著一個(gè)能級．

二、能級

1、能級：原子在定態(tài)下的能量值．

2、基態(tài)與激發(fā)態(tài) 若要使原子電離，需靠外界對原子做功，以使電子擺脫它與原子核之間的庫侖力，所以原子電離后的能量比它處在各狀態(tài)時(shí)的能量要高．若此時(shí)的能量規(guī)定為0，則其他狀態(tài)的能量均為負(fù)值．能量最低的狀態(tài)叫做基態(tài)，其他狀態(tài)都叫激發(fā)態(tài)．

由于原子的可能狀態(tài)(定態(tài))是不連續(xù)的，具有的能量也是不連續(xù)的，這樣的能量形式稱為能量量子化．

能量最低的狀態(tài)叫基態(tài)(E1)，其他狀態(tài)叫激發(fā)態(tài)(E2、E3、E4……)

三、光子的發(fā)射和吸收

原子處在能量最低的基態(tài)時(shí)，最為穩(wěn)定．

原子處在較高能級的激發(fā)態(tài)時(shí)會自發(fā)地向較低能級躍遷．它可能經(jīng)過一次或幾次躍遷，最后到達(dá)基態(tài)(教材第52頁氫原子能級圖)．在躍遷進(jìn)程中，能量的減少以光子的形式放出．光子的能量遵從：

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反之，原子吸收相應(yīng)光子的能量后，會從低能級向高能級躍遷．

四、原子光譜

1、光譜

按一定次序排列的彩色光帶.⑴發(fā)射光譜:由發(fā)光物體直接產(chǎn)生的光譜叫做發(fā)射光譜。

① 連續(xù)光譜：熾熱的固體、液體及高壓氣體的，由波長連續(xù)分布的光組成的光譜．

例如電燈燈絲發(fā)出的光，熾熱鋼水發(fā)出的光 ② 明線光譜：稀薄氣體發(fā)光，產(chǎn)生一些不連續(xù)的亮線組成的光譜．

把固態(tài)或液態(tài)物質(zhì)放到煤氣燈的火焰或電弧中去燒，使它們氣化后發(fā)光，就可以得到它們的明線光譜．

明線光譜是由游離狀態(tài)的原子發(fā)出的，也叫原子光譜．每種元素的原子只能發(fā)出某些具有特定波長的光譜線,這些譜線叫做那種元素的特征譜線.⑵吸收光譜: 每種氣體都從通過它的白光中吸收跟它的特征譜線波長相同的那些光，使白光的連續(xù)光譜中出現(xiàn)暗線．連續(xù)光譜中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．

白光通過每一種氣體時(shí)，光譜中都會產(chǎn)生一組暗線，每條暗線的波長都跟那種氣體原子的一條特征譜線相對應(yīng)．

吸收光譜中的暗線也是原子的特征譜線.只是通常在吸收光譜中看到的特征譜線比明線光譜中的要少一些．

2、氫原子光譜

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3、玻爾理論解釋氫原子光譜

某種稀薄氣體盡管元素成分較單一，但各原子分別處于不同的能量狀態(tài)．它們由高能級向低能級的躍遷會出現(xiàn)多種可能，每一種可能對應(yīng)發(fā)出某一頻率的光子．而這些可能又由對應(yīng)的能級差決定．能級是不連續(xù)的，能級差也是不連續(xù)的，所以導(dǎo)致原子光譜的亮線是不連續(xù)的(參看教材第52頁能級躍遷圖)．

4、光譜分析

由于每種元素都有自己的特征譜線，因此可以根據(jù)光譜來鑒別物質(zhì)和確定它的化學(xué)組成．這種方法叫做光譜分析．

做光譜分析時(shí)，可以利用發(fā)射光譜，也可以利用吸收光譜． 這種方法的優(yōu)點(diǎn)是非常靈敏而且迅速．

銣和銫就是從光譜中看到了以前所不知道的特征譜線而發(fā)現(xiàn)的． 太陽大氣層時(shí)產(chǎn)生的吸收光譜．

五、玻爾理論的局限性

玻爾理論成功地解釋并預(yù)言了氫原子的電磁波譜的問題，但是它也有其局限性．它在解釋多電子原子的光譜問題上遇到了很大的困難．究其原因是它還未能完全擺脫經(jīng)典理論的束縛，過多地保留了軌道模型、圓周運(yùn)動、·牛頓運(yùn)動定律等經(jīng)典電磁理論．

玻爾的原子模型是量子理論和經(jīng)典理論的“混血兒”，實(shí)際上，經(jīng)典理論中的某些概念規(guī)律在微觀領(lǐng)域是不適用的，這正是玻爾理論在某些問題中失敗的原因.（三）小結(jié)

1．玻爾假設(shè)：（1）定態(tài)假設(shè)

原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中，在這些狀態(tài)中原子是穩(wěn)定的，電子雖然做加速運(yùn)動，但并不向外輻射能量．這些狀態(tài)叫做定態(tài)．

（2）軌跡假設(shè)

原子從一種定態(tài)(設(shè)能量為E2)躍遷到另一種定態(tài)(設(shè)能量為E1)時(shí)，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??E2?E1

（3）躍遷假設(shè)

原子的不同能量狀態(tài)對應(yīng)于電子的不同運(yùn)行軌道。由于原子的能量狀態(tài)是不連續(xù)的，因此電子的可能軌道也是不連續(xù)的，即電子不能在任意半徑的軌道上運(yùn)行．只有滿足下列條件的軌道才是可能的：軌道半徑r跟電子的動量mv的乘積等于h／2π的整數(shù)倍，即

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式中的n是正整數(shù)，叫做量子數(shù)．這種現(xiàn)象叫做軌道的量子化.h是普朗克常量.２．光譜

（四）鞏固練習(xí)

１、關(guān)于光譜的下列說法中正確的是：（）

A、連續(xù)光譜和線狀光譜都是發(fā)射光譜

B、線狀光譜的譜線含有原子的特征譜線

C、固體、液體和氣體的發(fā)射光譜是連續(xù)光譜，只有金屬蒸氣的發(fā)射光譜是線狀光譜

D、在吸收光譜中，低溫氣體原子吸收的光恰好就是這種氣體原子在高溫時(shí)發(fā)出的光

２、下列產(chǎn)生吸收光譜的是：（）A、霓紅燈發(fā)光產(chǎn)生的光譜

B、蠟燭火焰

C、高壓水銀燈發(fā)光產(chǎn)生的光譜

C、白光通過溫度較低的鈉蒸氣

（五）布置作業(yè)

（六）教學(xué)后記（課后填寫）

hmvr?n2? n＝1，2，3……

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第二篇：高三物理教案：光電效應(yīng)

高三物理教案：光電效應(yīng)

【摘要】鑒于大家對查字典物理網(wǎng)十分關(guān)注，小編在此為大家搜集整理了此文高三物理教案：光電效應(yīng)，供大家參考!

本文題目：高三物理教案：光電效應(yīng)

光量子(光子)：E=h

實(shí)驗(yàn)結(jié)論 光子說的解釋

1、每種金屬都有一個(gè)極限頻率入射光的頻率必須大于這個(gè)頻率才能產(chǎn)生光電效應(yīng) 電子從金屬表面逸出，首先須克服金屬原子核的引力做功(逸出功W)，要使入射光子的能量不小于W，對應(yīng)頻率 即是極限頻率。

2、光電子的最大初動能與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，只隨入射光的頻率增大而增大 電子吸收光子能量后，只有直接從金屬表面飛出的光電子，才具有最大初動能即：

3、入射光照射到金屬板上時(shí)光電子的發(fā)射機(jī)率是瞬時(shí)的，一般不會超過10-9S 光照射金屬時(shí)，電子吸收一個(gè)光子(形成光電子)的能量后，動能立即增大，不需要積累能量的過程。

4、當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時(shí)，光電流強(qiáng)度與入射光強(qiáng)度成正比 當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時(shí)，入射光越強(qiáng)，單位時(shí)間內(nèi)入射到金屬表面的光子數(shù)越多，產(chǎn)生的光電子數(shù)越多，射出的光電子作定向移動時(shí)形成的光電流越大。

(1)產(chǎn)生光電效應(yīng)的條件：①極;②hW

(2)發(fā)生光電效應(yīng)后，入射光的強(qiáng)度與產(chǎn)生的光電流成正比。

(3)光電效應(yīng)方程 ,W=h

(4)光電管的應(yīng)用

能級

一、核式結(jié)構(gòu)模型與經(jīng)典物理的矛盾

(1)根據(jù)經(jīng)典物理的觀點(diǎn)推斷：①在軌道上運(yùn)動的電子帶有電荷，運(yùn)動中要輻射電磁波。②電子損失能量，它的軌道半徑會變小，最終落到原子核上。

③由于電子軌道的變化是連續(xù)的，輻射的電磁波的頻率也會連續(xù)變化。

事實(shí)上：①原子是穩(wěn)定的;②輻射的電磁波頻率也只是某些確定值。

二、玻爾理論

①軌道量子化：電子繞核運(yùn)動的軌道半徑只能是某些分立的數(shù)值。對應(yīng)的氫原子的軌道半徑為：rn=n2r1(n=1,2,3,)，r1=0.5310-10m。

②能量狀態(tài)量子化：原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中，這些狀態(tài)的能量值叫能級，能量最低的狀態(tài)叫基態(tài)，其它狀態(tài)叫激發(fā)態(tài)。原子處于稱為定態(tài)的能量狀態(tài)時(shí),雖然電子做加速運(yùn)動,但并不向外輻射能量.氫原子的各能量值為： ③躍遷假說：原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)要輻射(或吸收)一定頻率的光子，即：h=Em-En

三、光子的發(fā)射和吸收

(1)原子處于基態(tài)時(shí)最穩(wěn)定，處于較高能級時(shí)會自發(fā)地向低能級躍遷，經(jīng)過一次或幾次躍遷到達(dá)基態(tài)，躍遷時(shí)以光子的形式放出能量。

(2)原子在始末兩個(gè)能級Em和Enn)間躍遷時(shí)發(fā)射光子的頻率為，其大小可由下式?jīng)Q定：h=Em-En。

(3)如果原子吸收一定頻率的光子，原子得到能量后則從低能級向高能級躍遷。

(4)原子處于第n能級時(shí)，可能觀測到的不同波長種類N為：

考點(diǎn)分析：

考點(diǎn)：波爾理論：定態(tài)假設(shè);軌道假設(shè);躍遷假設(shè)。

考點(diǎn)：h=Em-En

考點(diǎn)：原子處于第n能級時(shí)，可能觀測到的不同波長種類N為：

考點(diǎn)：原子的能量包括電子的動能和電勢能(電勢能為電子和原子共有)即：原子的能量En=EKn+EPn.軌道越低，電子的動能越大，但勢能更小，原子的能量變小。

電子的動能：，r越小，EK越大。

原子物理

一、原子的核式結(jié)構(gòu)

二、天然放射現(xiàn)象、衰變

衰變次數(shù)的計(jì)算方法：根據(jù)質(zhì)量數(shù)的變化計(jì)算次數(shù)，其次數(shù)n=質(zhì)量數(shù)的變化量/4;根據(jù)電荷數(shù)的變化，計(jì)算衰變次數(shù)。中子數(shù)的變化量=2衰變次數(shù)+衰變次數(shù)。

三、半衰期的計(jì)算 半衰期計(jì)算公式:;m為剩余質(zhì)量;mO為原有質(zhì)量;t為衰變時(shí)間;為半衰期。

四、核反應(yīng)方程

五、核能的計(jì)算

核反應(yīng)釋放的核能：

E=mc2或E=m931.5Mev

第三篇：高三物理教案 光電效應(yīng)

高三物理教案 光電效應(yīng)

光電效應(yīng)

三維教學(xué)目標(biāo)

1、知識與技能

(1)通過實(shí)驗(yàn)了解光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律。

(2)知道愛因斯坦光電效應(yīng)方程以及意義。

(3)了解康普頓效應(yīng)，了解光子的動量

2、過程與方法：經(jīng)歷科學(xué)探究過程，認(rèn)識科學(xué)探究的意義，嘗試應(yīng)用科學(xué)探究的方法研究物理問題，驗(yàn)證物理規(guī)律。

3、情感、態(tài)度與價(jià)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(yàn)探索自然規(guī)律的艱辛與喜悅。

教學(xué)重點(diǎn)：光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律

教學(xué)難點(diǎn)：愛因斯坦光電效應(yīng)方程以及意義

教學(xué)方法：教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生討論、交流。

教學(xué)用具：投影片，多媒體輔助教學(xué)設(shè)備

(一)引入新課

回顧前面的學(xué)習(xí)，總結(jié)人類對光的本性的認(rèn)識的發(fā)展過程?

(多媒體投影，見課件。)光的干涉、衍射現(xiàn)象說明光是電磁波，光的偏振現(xiàn)象進(jìn)一步說明光還是橫波。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)。然而，出人意料的是，正當(dāng)人們以為光的波動理論似乎非常完美的時(shí)候，又發(fā)現(xiàn)了用波動說無法解釋的新現(xiàn)象光電效應(yīng)現(xiàn)象。對這一現(xiàn)象及其他相關(guān)問題的研究，使得人們對光的又一本質(zhì)性認(rèn)識得到了發(fā)展。

(二)進(jìn)行新課

1、光電效應(yīng)

實(shí)驗(yàn)演示1：(課件輔助講述)用弧光燈照射擦得很亮的鋅板，(注意用導(dǎo)線與不帶電的驗(yàn)電器相連)，使驗(yàn)電 器張角增大到約為 30度時(shí)，再用與絲綢磨擦過的玻璃棒去靠近鋅板，則驗(yàn)電器的指針張角會變大。上述實(shí)驗(yàn)說明了什么?(表明鋅板在射線照射下失去電子而帶正電)

概念：在光(包括不可見光)的照射下，從物體發(fā)射電子的現(xiàn)象叫做光電效應(yīng)。發(fā)射出來的電子叫做光電子。

2、光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律

(1)光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)

如圖所示，光線經(jīng)石英窗照在陰極上，便有電子逸出----光電子。光電子在電場作用下形成光電流。

概念：遏止電壓，將換向開關(guān)反接，電場反向，則光電子離開陰極后將受反向電場阻礙作用。當(dāng) K、A 間加反向電壓，光電子克服電場力作功，當(dāng)電壓達(dá)到某一值 Uc 時(shí)，光電流恰為0。Uc稱遏止電壓。根據(jù)動能定理，有：

(2)光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)規(guī)律

① 光電流與光強(qiáng)的關(guān)系：飽和光電流強(qiáng)度與入射光強(qiáng)度成正比。

② 截止頻率c----極限頻率，對于每種金屬材料，都相應(yīng)的有一確定的截止頻率c，當(dāng)入射光頻率c 時(shí)，電子才能逸出金屬表面;當(dāng)入射光頻率c時(shí)，無論光強(qiáng)多大也無電子逸出金屬表面。

③ 光電效應(yīng)是瞬時(shí)的。從光開始照射到光電子逸出所需時(shí)間10-9s。

3、光電效應(yīng)解釋中的疑難

經(jīng)典理論無法解釋光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

經(jīng)典理論認(rèn)為，按照經(jīng)典電磁理論，入射光的光強(qiáng)越大，光波的電場強(qiáng)度的振幅也越大，作用在金屬中電子上的力也就越大，光電子逸出的能量也應(yīng)該越大。也就是說，光電子的能量應(yīng)該隨著光強(qiáng)度的增加而增大，不應(yīng)該與入射光的頻率有關(guān)，更不應(yīng)該有什么截止頻率。

光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)表明：飽和電流不僅與光強(qiáng)有關(guān)而且與頻率有關(guān)，光電子初動能也與頻率有關(guān)。只要頻率高于極限頻率，即使光強(qiáng)很弱也有光電流;頻率低于極限頻率時(shí)，無論光強(qiáng)再大也沒有光電流。

光電效應(yīng)具有瞬時(shí)性。而經(jīng)典認(rèn)為光能量分布在波面上，吸收能量要時(shí)間，即需能量的積累過程。

為了解釋光電效應(yīng)，愛因斯坦在能量子假說的基礎(chǔ)上提出光子理論，提出了光量子假設(shè)。

4、愛因斯坦的光量子假設(shè)

(1)內(nèi)容

光不僅在發(fā)射和吸收時(shí)以能量為h的微粒形式出現(xiàn)，而且在空間傳播時(shí)也是如此。也就是說，頻率為 的光是由大量能量為 E =h的光子組成的粒子流，這些光子沿光的傳播方向以光速 c 運(yùn)動。

(2)愛因斯坦光電效應(yīng)方程

在光電效應(yīng)中金屬中的電子吸收了光子的能量，一部分消耗在電子逸出功W0，另一部分變?yōu)楣怆娮右莩龊蟮膭幽?Ek。由能量守恒可得出：

W0為電子逸出金屬表面所需做的功，稱為逸出功。Wk為光電子的最大初動能。

(3)愛因斯坦對光電效應(yīng)的解釋

①光強(qiáng)大，光子數(shù)多，釋放的光電子也多，所以光電流也大。

②電子只要吸收一個(gè)光子就可以從金屬表面逸出，所以不需時(shí)間的累積。

③從方程可以看出光電子初動能和照射光的頻率成線性關(guān)系

④從光電效應(yīng)方程中，當(dāng)初動能為零時(shí)，可得極限頻率： 愛因斯坦光子假說圓滿解釋了光電效應(yīng)，但當(dāng)時(shí)并未被物理學(xué)家們廣泛承認(rèn)，因?yàn)樗耆`背了光的波動理論。

5、光電效應(yīng)理論的驗(yàn)證

美國物理學(xué)家密立根，花了十年時(shí)間做了光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果在1915年證實(shí)了愛因斯坦光電效應(yīng)方程，h 的值與理論值完全一致，又一次證明了光量子理論的正確。

6、展示演示文稿資料：愛因斯坦和密立根

由于愛因斯坦提出的光子假說成功地說明了光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，榮獲1921年諾貝爾物理學(xué)獎。

密立根由于研究基本電荷和光電效應(yīng)，特別是通過著名的油滴實(shí)驗(yàn)，證明電荷有最小單位。獲得1923年諾貝爾物理學(xué)獎。

光電效應(yīng)在近代技術(shù)中的應(yīng)用

(1)光控繼電器 可以用于自動控制，自動計(jì)數(shù)、自動報(bào)警、自動跟蹤等。

(2)光電倍增管

可對微弱光線進(jìn)行放大，可使光電流放大105~108倍，靈敏度高，用在工程、天文、科研、軍事等方面。

第四篇：高三物理教案：動量守恒教案

高三物理教案：動量守恒教案

動量

1、動量:運(yùn)動物體的質(zhì)量和速度的乘積叫做動量.是矢量,方向與速度方向相同;動量的合成與分解,按平行四邊形法則、三角形法則.是狀態(tài)量;通常說物體的動量是指運(yùn)動物體某一時(shí)刻的動量,計(jì)算物體此時(shí)的動量應(yīng)取這一時(shí)刻的瞬時(shí)速度。是相對量;物體的動量亦與參照物的選取有關(guān),常情況下,指相對地面的動量。單位是kg

2、動量和動能的區(qū)別和聯(lián)系

①動量的大小與速度大小成正比,動能的大小與速度的大小平方成正比。即動量相同而質(zhì)量不同的物體,其動能不同;動能相同而質(zhì)量不同的物體其動量不同。

②動量是矢量,而動能是標(biāo)量。因此,物體的動量變化時(shí),其動能不一定變化;而物體的動能變化時(shí),其動量一定變化。

③因動量是矢量,故引起動量變化的原因也是矢量,即物體受到外力的沖量;動能是標(biāo)量,引起動能變化的原因亦是標(biāo)量,即外力對物體做功。

④動量和動能都與物體的質(zhì)量和速度有關(guān),兩者從不同的角度描述了運(yùn)動物體的特性,且二者大小間存在關(guān)系式:P2=2mEk

3、動量的變化及其計(jì)算方法

動量的變化是指物體末態(tài)的動量減去初態(tài)的動量,是矢量,對應(yīng)于某一過程(或某一段時(shí)間),是一個(gè)非常重要的物理量,其計(jì)算方法:

(1)P=Pt一P0,主要計(jì)算P0、Pt在一條直線上的情況。

(2)利用動量定理 P=Ft,通常用來解決P0、Pt;不在一條直線上或F為恒力的情況。

二、沖量

1、沖量:力和力的作用時(shí)間的乘積叫做該力的沖量.是矢量,如果在力的作用時(shí)間內(nèi),力的方向不變,則力的方向就是沖量的方向;沖量的合成與分解,按平行四邊形法則與三角形法則.沖量不僅由力的決定,還由力的作用時(shí)間決定。而力和時(shí)間都跟參照物的選擇無關(guān),所以力的沖量也與參照物的選擇無關(guān)。單位是N

2、沖量的計(jì)算方法

(1)I=Ft.采用定義式直接計(jì)算、主要解決恒力的沖量計(jì)算問題。

(2)利用動量定理 Ft=P.主要解決變力的沖量計(jì)算問題,但要注意上式中F為合外力(或某一方向上的合外力)。

三、動量定理

1、動量定理:物體受到合外力的沖量等于物體動量的變化.Ft=mv/一mv或 Ft=p/-p;該定理由牛頓第二定律推導(dǎo)出來:(質(zhì)點(diǎn)m在短時(shí)間t內(nèi)受合力為F合,合力的沖量是F合質(zhì)點(diǎn)的初、未動量是 mv0、mvt,動量的變化量是P=(mv)=mvt-mv0.根據(jù)動量定理得:F合=(mv)/t)

2.單位:牛秒與千克米/秒統(tǒng)一:l千克米/秒=1千克米/秒2秒=牛

3.理解:(1)上式中F為研究對象所受的包括重力在內(nèi)的所有外力的合力。

(2)動量定理中的沖量和動量都是矢量。定理的表達(dá)式為一矢量式,等號的兩邊不但大小相同,而且方向相同,在高中階段,動量定理的應(yīng)用只限于一維的情況。這時(shí)可規(guī)定一個(gè)正方向,注意力和速度的正負(fù),這樣就把大量運(yùn)算轉(zhuǎn)化為代數(shù)運(yùn)算。

(3)動量定理的研究對象一般是單個(gè)質(zhì)點(diǎn)。求變力的沖量時(shí),可借助動量定理求,不可直接用沖量定義式.4.應(yīng)用動量定理的思路:

(1)明確研究對象和受力的時(shí)間(明確質(zhì)量m和時(shí)間t);

(2)分析對象受力和對象初、末速度(明確沖量I合,和初、未動量P0,Pt);

(3)規(guī)定正方向,目的是將矢量運(yùn)算轉(zhuǎn)化為代數(shù)運(yùn)算;(4)根據(jù)動量定理列方程

(5)解方程。

四、動量定理應(yīng)用的注意事項(xiàng)

1.動量定理的研究對象是單個(gè)物體或可看作單個(gè)物體的系統(tǒng),當(dāng)研究對象為物體系時(shí),物體系的總動量的增量等于相應(yīng)時(shí)間內(nèi)物體系所受外力的合力的沖量,所謂物體系總動量的增量是指系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)的體動量變化量的矢量和。而物體系所受的合外力的沖量是把系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)物體所受的一切外力的沖量的矢量和。

2.動量定理公式中的F是研究對象所受的包括重力在內(nèi)的所有外力的合力。它可以是恒力,也可以是變力。當(dāng)合外力為變力時(shí)F則是合外力對作用時(shí)間的平均值。

3.動量定理公式中的(mv)是研究對象的動量的增量,是過程終態(tài)的動量減去過程始態(tài)的動量(要考慮方向),切不能顛倒始、終態(tài)的順序。

4.動量定理公式中的等號表明合外力的沖量與研究對象的動量增量的數(shù)值相等,方向一致,單位相同。但考生不能認(rèn)為合外力的沖量就是動量的增量,合外力的沖量是導(dǎo)致研究對象運(yùn)動改變的外因,而動量的增量卻是研究對象受外部沖量作用后的必然結(jié)果。

5.用動量定理解題,只能選取地球或相對地球做勻速直線運(yùn)動的物體做參照物。忽視沖量和動量的方向性,造成I與P正負(fù)取值的混亂,或忽視動量的相對性,選取相對地球做變速運(yùn)動的物體做參照物,是解題錯誤的常見情況。

第五篇：高三物理教案光電效應(yīng)教學(xué)設(shè)計(jì)

高三物理教案光電效應(yīng)教學(xué)設(shè)計(jì)1

教學(xué)目標(biāo)

知識目標(biāo)

（1）知道光電效應(yīng)現(xiàn)象

（2）知道光子說的內(nèi)容，會計(jì)算光子頻率與能量間的關(guān)系

（3）會簡單地用光子說解釋光電效應(yīng)現(xiàn)象

（4）知道光電效應(yīng)現(xiàn)象的一些簡單應(yīng)用

能力目標(biāo)

培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力

教學(xué)建議

教材分析

分析一：課本中先介紹光電效應(yīng)現(xiàn)象，再學(xué)習(xí)光子說，最后用光子說解釋光電效應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。本節(jié)內(nèi)容說明光具有粒子性，從而引出量子論的基本知識。

分析二：光電效應(yīng)有如下特點(diǎn)：

①光電效應(yīng)在極短的時(shí)間內(nèi)完成；

②入射光的頻率大于金屬的.極限頻率才會發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象；

③在已經(jīng)發(fā)生光電效應(yīng)的條件下，逸出的光電子的數(shù)量跟入射光的強(qiáng)度成正比；

④在已經(jīng)發(fā)生光電效應(yīng)的條件下，光電子的最大初動能隨入射光頻率的增大而增大。

教法建議

建議一：對于光電效應(yīng)現(xiàn)象先要求學(xué)生記住光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，然后運(yùn)用光子說去解釋它，這樣可以加深學(xué)生的理解。

建議二：學(xué)生應(yīng)該會根據(jù)逸出功求發(fā)生光電效應(yīng)的極限頻率，但可以不要求運(yùn)用愛因斯坦光電效應(yīng)方程進(jìn)行計(jì)算。

高三物理教案光電效應(yīng)教學(xué)設(shè)計(jì)2

教學(xué)重點(diǎn)：光電效應(yīng)現(xiàn)象

教學(xué)難點(diǎn)：運(yùn)用光子說解釋光電效應(yīng)現(xiàn)象

示例：

一、光電效應(yīng)

1、演示光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

2、在光的照射下物體發(fā)射光子的現(xiàn)象叫光電效應(yīng)

3、現(xiàn)象：

（1）光電效應(yīng)在極短的時(shí)間內(nèi)完成；

（2）入射光的頻率大于金屬的極限頻率才會發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象；

（3）在已經(jīng)發(fā)生光電效應(yīng)的條件下，逸出光電子的數(shù)量跟入射光的強(qiáng)度成正比；

（4）在已經(jīng)發(fā)生光電效應(yīng)的條件下，光電子最大初動能隨入射光頻率的增大而增大。

4、學(xué)生看書上表格常見金屬發(fā)生光電效應(yīng)的極限頻率

5、提出問題：為什么會發(fā)生3中的現(xiàn)象

二、光子說

1、普朗克的量子說

2、愛因斯坦的光子說

在空間傳播的光不是連續(xù)的，而是一份份的，每一份叫做光量子，簡稱光子。

三、用光子說解釋光電效應(yīng)現(xiàn)象

先由學(xué)生閱讀課本上的'解釋過程，然后教師提出問題，由學(xué)生解釋。

四、光電效應(yīng)方程

1、逸出功

2、愛因斯坦光電效應(yīng)方程

對一般學(xué)生只需簡單介紹

對層次較好的學(xué)生可以練習(xí)簡單計(jì)算，深入理解方程的意義

例題：用波長200nm的紫外線照射鎢的表面，釋放出的光電子中最大的動能是2.94eV.用波長為160nm的紫外線照射鎢的表面，釋放出來的光電子的最大動能是多少？

五、光電效應(yīng)的簡單應(yīng)用

六、作業(yè)

探究活動

題目：光電效應(yīng)的應(yīng)用

組織：分組

方案：分組利用光電二極管的特性制作小發(fā)明

評價(jià)：可操作性、創(chuàng)新性、實(shí)用性

高三物理教案光電效應(yīng)教學(xué)設(shè)計(jì)3

1、知識與技能

(1)通過實(shí)驗(yàn)了解光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律。

(2)知道愛因斯坦光電效應(yīng)方程以及意義。

(3)了解康普頓效應(yīng)，了解光子的動量

2、過程與方法：經(jīng)歷科學(xué)探究過程，認(rèn)識科學(xué)探究的意義，嘗試應(yīng)用科學(xué)探究的方法研究物理問題，驗(yàn)證物理規(guī)律。

3、情感、態(tài)度與價(jià)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(yàn)探索自然規(guī)律的艱辛與喜悅。

教學(xué)重點(diǎn)：光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律

教學(xué)難點(diǎn)：愛因斯坦光電效應(yīng)方程以及意義

教學(xué)方法：教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生討論、交流。

教學(xué)用具：投影片，多媒體輔助教學(xué)設(shè)備

(一)引入新課

回顧前面的學(xué)習(xí)，總結(jié)人類對光的本性的認(rèn)識的發(fā)展過程?

(多媒體投影，見課件。)光的干涉、衍射現(xiàn)象說明光是電磁波，光的偏振現(xiàn)象進(jìn)一步說明光還是橫波。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)。然而，出人意料的是，正當(dāng)人們以為光的波動理論似乎非常完美的時(shí)候，又發(fā)現(xiàn)了用波動說無法解釋的新現(xiàn)象——光電效應(yīng)現(xiàn)象。對這一現(xiàn)象及其他相關(guān)問題的研究，使得人們對光的又一本質(zhì)性認(rèn)識得到了發(fā)展。

(二)進(jìn)行新課

1、光電效應(yīng)

實(shí)驗(yàn)演示1：(課件輔助講述)用弧光燈照射擦得很亮的鋅板，(注意用導(dǎo)線與不帶電的驗(yàn)電器相連)，使驗(yàn)電器張角增大到約為30度時(shí)，再用與絲綢磨擦過的玻璃棒去靠近鋅板，則驗(yàn)電器的指針張角會變大。上述實(shí)驗(yàn)說明了什么?(表明鋅板在射線照射下失去電子而帶正電)

概念：在光(包括不可見光)的照射下，從物體發(fā)射電子的現(xiàn)象叫做光電效應(yīng)。發(fā)射出來的電子叫做光電子。

2、光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律

(1)光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)

如圖所示，光線經(jīng)石英窗照在陰極上，便有電子逸出----光電子。光電子在電場作用下形成光電流。

概念：遏止電壓，將換向開關(guān)反接，電場反向，則光電子離開陰極后將受反向電場阻礙作用。當(dāng)K、A間加反向電壓，光電子克服電場力作功，當(dāng)電壓達(dá)到某一值Uc時(shí)，光電流恰為0。Uc稱遏止電壓。

根據(jù)動能定理，有：

(2)光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)規(guī)律

①光電流與光強(qiáng)的關(guān)系：飽和光電流強(qiáng)度與入射光強(qiáng)度成正比。

②截止頻率νc----極限頻率，對于每種金屬材料，都相應(yīng)的有一確定的截止頻率νc，當(dāng)入射光頻率ν>νc時(shí)，電子才能逸出金屬表面;當(dāng)入射光頻率ν<νc時(shí)，無論光強(qiáng)多大也無電子逸出金屬表面。

③光電效應(yīng)是瞬時(shí)的。從光開始照射到光電子逸出所需時(shí)間<10-9s。

3、光電效應(yīng)解釋中的疑難

經(jīng)典理論無法解釋光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

經(jīng)典理論認(rèn)為，按照經(jīng)典電磁理論，入射光的光強(qiáng)越大，光波的電場強(qiáng)度的振幅也越大，作用在金屬中電子上的力也就越大，光電子逸出的能量也應(yīng)該越大。也就是說，光電子的能量應(yīng)該隨著光強(qiáng)度的.增加而增大，不應(yīng)該與入射光的頻率有關(guān)，更不應(yīng)該有什么截止頻率。

光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)表明：飽和電流不僅與光強(qiáng)有關(guān)而且與頻率有關(guān)，光電子初動能也與頻率有關(guān)。只要頻率高于極限頻率，即使光強(qiáng)很弱也有光電流;頻率低于極限頻率時(shí)，無論光強(qiáng)再大也沒有光電流。

光電效應(yīng)具有瞬時(shí)性。而經(jīng)典認(rèn)為光能量分布在波面上，吸收能量要時(shí)間，即需能量的積累過程。

為了解釋光電效應(yīng)，愛因斯坦在能量子假說的基礎(chǔ)上提出光子理論，提出了光量子假設(shè)。

4、愛因斯坦的光量子假設(shè)

(1)內(nèi)容

光不僅在發(fā)射和吸收時(shí)以能量為hν的微粒形式出現(xiàn)，而且在空間傳播時(shí)也是如此。也就是說，頻率為ν的光是由大量能量為E=hν的光子組成的粒子流，這些光子沿光的傳播方向以光速c運(yùn)動。

(2)愛因斯坦光電效應(yīng)方程

在光電效應(yīng)中金屬中的電子吸收了光子的能量，一部分消耗在電子逸出功W0，另一部分變?yōu)楣怆娮右莩龊蟮膭幽蹺k。由能量守恒可得出：

W0為電子逸出金屬表面所需做的功，稱為逸出功。Wk為光電子的最大初動能。

(3)愛因斯坦對光電效應(yīng)的解釋

①光強(qiáng)大，光子數(shù)多，釋放的光電子也多，所以光電流也大。

②電子只要吸收一個(gè)光子就可以從金屬表面逸出，所以不需時(shí)間的累積。

③從方程可以看出光電子初動能和照射光的頻率成線性關(guān)系

④從光電效應(yīng)方程中，當(dāng)初動能為零時(shí)，可得極限頻率：

愛因斯坦光子假說圓滿解釋了光電效應(yīng)，但當(dāng)時(shí)并未被物理學(xué)家們廣泛承認(rèn)，因?yàn)樗耆`背了光的波動理論。

5、光電效應(yīng)理論的驗(yàn)證

美國物理學(xué)家密立根，花了十年時(shí)間做了“光電效應(yīng)”實(shí)驗(yàn)，結(jié)果在1915年證實(shí)了愛因斯坦光電效應(yīng)方程，h的值與理論值完全一致，又一次證明了“光量子”理論的正確。

6、展示演示文稿資料：愛因斯坦和密立根

由于愛因斯坦提出的光子假說成功地說明了光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，榮獲1921年諾貝爾物理學(xué)獎。

密立根由于研究基本電荷和光電效應(yīng)，特別是通過著名的油滴實(shí)驗(yàn)，證明電荷有最小單位。獲得1923年諾貝爾物理學(xué)獎。

點(diǎn)評：應(yīng)用物理學(xué)家的歷史資料，不僅有真實(shí)感，增強(qiáng)了說服力，同時(shí)也能對學(xué)生進(jìn)行發(fā)放教育，有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神，激發(fā)學(xué)生的探索精神。

光電效應(yīng)在近代技術(shù)中的應(yīng)用

(1)光控繼電器

可以用于自動控制，自動計(jì)數(shù)、自動報(bào)警、自動跟蹤等。

(2)光電倍增管

可對微弱光線進(jìn)行放大，可使光電流放大105~108倍，靈敏度高，用在工程、天文、科研、軍事等方面。