熱輻射、量子論初步、原子能級(jí)。三塊硬核知識(shí)，隨便一塊都是硬骨頭。對(duì)沒有熱學(xué)、量子論初步、原子物理知識(shí)的學(xué)生來說，本節(jié)內(nèi)容就是硬灌的天書。想要講好，需要好好學(xué)習(xí)物理學(xué)史、科技史。

編寫說明：

“本章是必修模塊的最后一章，在力學(xué)和電學(xué)的基礎(chǔ)上，落實(shí)課程標(biāo)準(zhǔn)“電磁場(chǎng)與電磁波初步”的要求，內(nèi)容跨度大，但線索清晰． 從電和磁之間的聯(lián)系講到電磁感應(yīng)，再到電磁場(chǎng)、電磁波，然后從任何物體都輻射電磁波，講到黑體輻射，進(jìn)而引出能量量子化?！?/span>

線索清晰？

計(jì)劃讓學(xué)生先通讀全文，問問思路清晰不？能從文本中獲得哪些有用信息？能否找出這些信息之間的邏輯關(guān)系。

理科內(nèi)容，一整節(jié)沒有邏輯關(guān)系的知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生就聽成了天書。

一.熱輻射

我們周圍的一切物體都在輻射電磁波，這種輻射與物體的溫度有關(guān)，所以叫作熱輻射。

開宗明義，醍醐灌頂，直接告你啥是熱輻射，而且是所有物體，任何溫度，只不過輻射的“參量”與物體的溫度有關(guān)。通過上節(jié)內(nèi)容，需要知道這種輻射實(shí)質(zhì)是電磁波。冶金工業(yè)發(fā)展帶動(dòng)的理論研究。

輻射強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布情況隨物體的溫度而有所不同。在知道了什么是熱輻射后，簡(jiǎn)要給出了熱輻射的規(guī)律。波長(zhǎng)、頻率僅憑上節(jié)的內(nèi)容要做到理解我感覺基本做不到。

轉(zhuǎn)一下折：除了熱輻射外，物體表面還會(huì)吸收和反射外界射來的電磁波。常溫下我們看到的不發(fā)光物體的顏色就是反射光所致。熱輻射是輻射電磁波，是內(nèi)在的，是發(fā)自肺腑的。反射和吸收得也是電磁波，是針對(duì)外來的。反射和輻射不是一個(gè)東東，都是電磁波，來源不一樣。

黑體：比黑還黑，黑至無形。黑還能看見，黑體是看不見看的。黑是借用了其只吸收不反射的特點(diǎn)。看見的黑色實(shí)際是反射的光線少。能夠完全吸收入射的各種波長(zhǎng)的電磁波而不發(fā)生反射，這種物體就叫作黑體。全吸收了，不反射了，看不見了。不反射，但不停止輻射，熱輻射是一種本能。

因?yàn)楹隗w輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與它的溫度有關(guān)，所以，在研究熱輻射的規(guī)律時(shí)，人們特別注意對(duì)黑體輻射的研究。

普通物體輻射加反射，都是一堆電磁波，是反射的呢？還是輻射的呢？不好區(qū)分。黑體黑的特別，只輻射不反射，而且這種輻射強(qiáng)度隨波長(zhǎng)分布只與溫度有關(guān)。干嘛呢?這是？玩?zhèn)€黑體，測(cè)測(cè)電磁波，就可知道物體溫度。傳感器測(cè)溫的邏輯。測(cè)溫是干嘛?冶金工業(yè)對(duì)溫度要求高呀，傳統(tǒng)溫度計(jì)玩不轉(zhuǎn)了。

物體中存在著不停運(yùn)動(dòng)的帶電微粒，帶電微粒的振動(dòng)會(huì)產(chǎn)生變化的電磁場(chǎng)，從而產(chǎn)生電磁輻射。

解釋為啥輻射和溫度扯上關(guān)系了。振動(dòng)學(xué)生還沒學(xué)，無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)與溫度有關(guān)也沒學(xué)，這一下真不好解釋了，一堆為什么就來了。溫度越高，熱運(yùn)動(dòng)越劇烈，帶電粒子蹦跶的越快，電磁波頻率越高。

問題就來了，這種經(jīng)典的想法在黑體輻射這碰壁了。大神普朗克登場(chǎng)。

二.能量子

瑞利金斯也不提了，直接普朗克上臺(tái)。中間曲折，實(shí)驗(yàn)圖象，理論圖象的差別統(tǒng)統(tǒng)一筆帶過，一大塊腦部的空白。

大神是怎么玩得？德國(guó)物理學(xué)家普朗克進(jìn)行了多種嘗試，進(jìn)行了激烈的思想斗爭(zhēng)。最后他不得不承認(rèn)：微觀世界的某些規(guī)律在我們宏觀世界看來可能非常奇怪。激烈的思想斗爭(zhēng)，斗爭(zhēng)啥呢？斗爭(zhēng)的是黑體輻射公式的解釋權(quán)。普朗克的黑體輻射公式跟實(shí)驗(yàn)符合的很好，但無法用經(jīng)典的電磁波理論解釋。公式是為了擬合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)從數(shù)學(xué)上來得（學(xué)不好數(shù)學(xué)真的玩不轉(zhuǎn)物理），數(shù)學(xué)的公式需要進(jìn)行一個(gè)物理上的解釋，但經(jīng)典理論太離譜，而普朗克恰恰是在經(jīng)典理論的滋養(yǎng)下成長(zhǎng)的。讓他“背叛”自己一直信仰的理論，他思想上能不激烈嗎？

沒有辦法，為了使理論能解釋實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，只能給理論賦予新的含義。

能量子，振動(dòng)著的帶電微粒的能量只能是某一最小能量值 ε 的整數(shù)倍。為啥這就和經(jīng)典不一樣了呢？經(jīng)典是怎回事？沒學(xué)振動(dòng)、波動(dòng)怎理解？

糊弄一下，經(jīng)典是連續(xù)的?，F(xiàn)代是離散的、量子化的。

量子化通俗解釋一下，力學(xué)中學(xué)過的動(dòng)能就是連續(xù)的。可這個(gè)輻射能是不連續(xù)的，只能是某個(gè)最小值的整數(shù)倍。和帶電粒子的帶電量類似。

量子化，人的個(gè)數(shù)就是量子化的，嬰兒、老爺爺都是一個(gè)個(gè)的人，不因體重、身高搞歧視。樓梯臺(tái)階也是量子化的，宏觀的連續(xù)只是“間隔”太小的一種錯(cuò)覺。一個(gè)斜面，人若小到原子量級(jí)，那就是崎嶇不平的“臺(tái)階”，宏觀世界的“知覺”弱，弱到無法感覺、測(cè)量出那個(gè)最小“單元”，就認(rèn)為是連續(xù)了。

三.能級(jí)

這跨度，拉大胯的節(jié)奏。學(xué)生要不暈只能說明老師真的高明。

遇事不決、量子力學(xué)。量子理論開枝散葉的高光時(shí)刻。

光子、能級(jí)，只要有問題，就往量子化上靠?？恐孔踊@顆剛成長(zhǎng)的參天小樹快速成長(zhǎng)。

原子的能量也是量子化的，直接告你事實(shí)。所以原子的發(fā)射光譜是分立譜。進(jìn)一步繼續(xù)往懵了講，微觀世界和宏觀世界不一樣，是量子理論在支配著?，F(xiàn)代社會(huì)，量子理論功不可沒！