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(共23张PPT)
第四章 原子结构和波粒二象性
大单元教学设计
人教版（2019）高中物理选择性必修第二册
01
单元设计指导思想
02
课时安排设计
03
学习活动设计
目录
典型例题
作业与评价设计
04
【课程标准要求】
1、了解人类探索原子及其结构的历史，知道原子的核式结构模型，通过对氢原子光谱的分析，了解原子的能级结构。
2、通过实验，了解光电效应现象，知道爱因斯坦光电效应方程及其意义，能根据实验结论说明光的波粒二象性。
3、知道实物粒子具有波动性，了解微观世界的量子化特征，体会量子论的建立对人们认识物质世界的影响。
一、单元设计指导思想
【单元核心素养】
1、物理观念：了解人类探索原子及其结构的历史。知道原子的核式结构模型。通过对氢原子光谱的分析，了解原子的能级结构。了解微观世界的量子化特征，体会量子论的建立对人们认识物质世界的影响。
2、科学思维：领悟理论与实践结合的科学思想。掌握发现错误----分析原因----提出假设----实验验证的科学探究方法。
3、科学探究：物理学史中重要理论和实验的产生有其历史发展的必然性，这种必然性以及理论与实验的科学性的分析过程就是一种非常可行的科学探究过程。
4、科学态度与责任： 理解人类对原子的认识和研究经历了一个十分漫长的过程， 这一过程也是辩证发展的过程，通过教学让学生体验科学家所进行的科学探究，领会科学方法和科学精神。
一、单元设计指导思想
【教材和学情分析】
学生在初中已经学过原子的核式结构，但并不了解这些知识是怎样获得的，本单元介绍了科学家怎样一步一步深入认识了原子结构，学生通过这段历史可以进一步了解科学探索的过程，了解人类认识微观世界的方法和途径，有利于培养他们的学习兴趣。发展他们的思维能力。
教材上本单元有五节内容：第一节 普朗克黑体辐射理论
第二节 光电效应
第三节 原子核式结构模型
第四节 氢原子光谱和玻尔原子模型
第五节 粒子的波动性和量子力学的建立
一、单元设计指导思想
本次教学是对这五节内容的复习课，我们教研组对目前我们学生的特点和我们对
策分析如下：
特点
知识缺乏整合，碎片状态
对新问题、新情景不自信
知识存在片段式漏洞
学生之间差异大
对原有知识的重复性复习
对策
结构化、系统化、大概念
查漏补缺，填补漏洞
专题设计，多层次教学
揭示变化情景后的不变
创设更合理的梯度
一、单元设计指导思想
依据学生的特点，我们重新整合教材，进行大单元教学。首先，为了让学生对原子的结构发展历程有一个整体认识，我们整合第三、四、五节内容从中拽出一条主线把原子发展的三个阶段描述清楚，使碎片知识系统化。我们设计光电效应专题课和氢原子光谱分析和玻尔能级跃迁专题课，用不同梯度的题目，通过学生自习和互学以及课上讨论的方式查漏补缺，缩短学生之间的差距。我们又联系动能定理和功能关系，加深对遏制电压、截止频率和饱和电流的理解。
一、单元设计指导思想
二、课时安排
整合本单元内容我们分成三课时进行复习：
首先我们让同学们对原子结构的发展历程有一个整体的认识即第一课时 原子结构的认识历程， 然后我们再对发现原子的几个重要实验和假设展开复习，本单元中光电效应、ɑ粒子散射实验、玻尔原子理论假设和能级跃迁都是本章常考内容我们将在第二课时 光电效应现象和光电效应方程和第三课时 玻尔理论和能级跃迁进行复习
三、活动设计
本单元我们设计了九个活动，分在三个课时里，根据我们学生的实际
情况，每个活动的设计都以学生为主题，课本为主线，结合我们的前置
案和课中案，以最大限度的使每个学生都参与进来，每个活动里都设
有几个小问题，或是简答题或是填空题，让同学们在思考和讨论
时目标明确、任务清晰。
第一课时根据原子核发展历程的三个阶段我们设计了三个活动：通
过这三个活动认识了原子由更小的微粒构成，并得出了原子的核式结
构以及核外电子绕核运动的规律。
J.J汤姆逊发现了电子并建立了原子的枣糕式模型
1922
1897
1909
卢瑟福原子核式结构模型
玻尔量子理论引入原子结构
三、活动设计
活动一
活动三
活动二
人们对原子组成和原子结构的认识过程
枣糕（西瓜）模型
+
+
核式结构模型
量子化轨道
电子云
三、活动设计
第二课时 光电效应的专题课 我们安排了三个活动，通过三个活动
使同学们系统掌握了光电效应规律，会利用光电效应方程计算遏止电压、截止频率、饱和电流，能应对一些简单的计算题，缩短同学们之间的差距
三、活动设计
活动一 光电效应实验规律
1、画出光电效应实验电路图，叙述实验过程。
2、说出光电效应的实验规律
(1)存在截止频率：当入射光频率 ν > νc 时，
电子才能逸出金属表面；
(2)存在饱和电流：在光的频率不变的情况下，
入射光越强，饱和电流越大；
(3）存在着遏止电压：使光电流减小到0的反向
电压UC称为遏止电压。
（4）光电效应具有瞬时性:更精确的研究推知，光电子发射所经过的时间不超过10－9 s
三、活动设计
活动二 光电效应经典解释中的疑难
1．逸出功：使电子脱离某种金属，外界对它做功的最小值，用W0表示。不同种类的金属，其逸出功的大小不相同。
2．光电效应经典解释
(1)不应存在截止频率；
(2)遏止电压Uc应该与光的强弱有关；
(3)电子获得逸出表面所需的能量需要的时间远远大于实验中产生光电流的时间；
三、活动设计
活动三 爱因斯坦光电效应方程
三、教学过程
第三课时是氢原子光谱分析和玻尔能级跃迁，通过本课时的学习，学生能对氢原子进行光谱分析，计算能级跃迁过程中能量问题，能根据实验结论说明光的波粒二象性。
三、活动设计
活动一、光谱的分类
三、活动设计
活动二 玻尔理论对氢光谱的解释　氢原子能级跃迁
1.一个氢原子跃迁的情况分析
①确定氢原子所处的能级，画出能级图。
②根据跃迁原理，画出氢原子向低能级跃迁的可能情况示意图。
三、活动设计
2.一群氢原子跃迁问题的计算
①确定氢原子所处激发态的能级，画出跃迁示意图；
②运用归纳法，根据数学公式 确定跃迁时辐射出几种不同频率的光子；
③根据跃迁能量公式hν＝Em－En(m>n)分别计算出各种光子的频率。
三、活动设计
活动三 能力训练
如图1所示为氢原子能级图，大量处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁时能辐射出多种不同频率的光，其中用从n=4能级向n=2能级跃迁时辐射的光照射图2所示光电管的阴极K时，电路中有光电流产生，则（　　）
A．若将滑片右移，电路中光电流不一定增大
B．若将电源反接，电路中不可能有光电流产生
C．若阴极K的逸出功为1.05 eV，则用从n=4能级向n=2能级跃迁时辐射的光照射，逸出的光电子最大初动能为2.4×10-19 J
D．大量处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁时辐射的光中只有4种光子能使阴极K发生光电效应
三、活动设计
四、作业与评价设计
1、诊断评价：根据前置案诊断学生对课本基础知识的了解情况，我们的前置案的题目都是能在课本上找到，目的是让学生认真阅读课本，知道本节课要学什么。
2、课堂表现：通过学生课堂参与度、积极性、创新能力评价学生的接受能力和对本节重点知识的掌握情况，我们做了课中案，使学生讨论的结果能落到实处，使每个环节都有收获。
3、师生交流：利用课下跟学生的交流、学生问的问题了解学生对知识的认知程度以及学生对我们教学的评价，以便我们查漏补缺。
4、作业反馈：我们的作业包括基础类、应用类、拓展类和实践类，基础类来源于课本每节课的课后习题，应用类来源于课本章末的复习与提高的A组和B组，实践类来源于我们的教辅和互联网。通过批改学生作业评价我们的整个教学过程。
谢谢大家！

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