《氫原子光譜》教學設計★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．了解經典原子理論的困難。（二）過程與方法通過本節(jié)的學習，感受科學發(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、認識科學的能力，提高自主學習的意識。★教學重點氫原子光譜的實驗規(guī)律★教學難點經典理論的困難★教學方法教師啟發(fā)、引導，學生討論、交流?！锝虒W用具：氣體放電管，高壓起電機，銅絲，稀鹽酸，酒精燈，火柴，燒杯，投影片，多媒體輔助教學設備★課時安排1課時 ★教學過程（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構，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)課的學習我們就來進一步了解有關的實驗事實。（二）進行新課1．光譜（結合課件展示）早在17世紀，牛頓就發(fā)現了日光通過三棱鏡后的色散現象，并把實驗中得到的彩色光帶叫做光譜。教師講述：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)光譜和線狀譜。引導學生閱讀教材，回答什么是連續(xù)光譜和線狀譜？學生觀看：連續(xù)光譜視頻教師講述：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。如圖所示。學生回答：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。教師講述：只含有一些不連續(xù)的亮線的光譜叫做線狀譜。如圖所示。教師演示實驗：（1）氣體放電管實驗，讓學生觀察不同氣體發(fā)出的光顏色是不同的。（2）銅絲的燃燒，觀察不同的固體元素發(fā)出的光顏色也是不同的。學生回答：線狀譜中的亮線叫譜線，各條譜線對應不同波長的光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。（2）吸收光譜學生觀看：鈉的吸收光譜教師講述：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）通過物質時，某些波長的光被物質吸收后產生的光譜，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。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。如圖所示。學生思考與討論1：太陽的光譜是什么光譜？怎樣形成的？教師課件：展示氫、鈉的光譜、太陽光譜【跟蹤訓練】1.下列關于光譜的說法正確的是()A.?原子發(fā)射的光譜是連續(xù)光譜B.?所有原子發(fā)射的光譜都相同C.?氫原子光譜是線狀譜D.?每一種原子都有自己的特征譜線E.太陽光譜和白熾燈光譜都是連續(xù)譜F.甲物質發(fā)出的白光通過低溫的乙物質蒸氣可得到甲物質的吸收光譜（3）光譜分析學生思考與討論2：太陽離我們十分遙遠，太陽是一個龐大的火球，給我們光和熱。利用望遠鏡，人們能看清楚太陽表面的光斑和黑子。而太陽大氣中的化學成分，單靠望遠鏡是看不出來的?？茖W家是如何確定太陽大氣中的成分的?教師講述：由于每種原子都有自己的特征譜線，因此可以根據光譜來鑒別物質和確定化學組成。這種方法叫做光譜分析。原子光譜的不連續(xù)性反映出原子結構的不連續(xù)性，所以光譜分析也可以用于探索原子的結構。學生回答：光譜分析的優(yōu)點和意義(1)優(yōu)點:靈敏度高,分析物質的最低量達10-10g。(2)意義:①應用光譜分析發(fā)現新元素。許多化學元素如銫、銣、鉈、銦、鎵等都是在實驗室通過光譜分析發(fā)現的.②光譜分析應用于恒星,證明宇宙中物質構成的統(tǒng)一性。天文學上光譜紅移表明恒星遠離。③鑒定食品優(yōu)劣。④光譜分析也可以用于探索原子的結構,近代原子物理學正是從原子光譜的研究中開始的。學生思考與討論3：用什么光譜進行光譜分析？答案：可以用發(fā)射光譜中的線狀譜，也可以用吸收光譜，因為它們都是原子自身的特征譜線。學生思考與討論4：可否根據月光的光譜分析確定月球的組成成分？答案：不能。月球不能發(fā)光，它只能反射太陽光，故其光譜是太陽的光譜，對月光進行光譜分析確定的并非月球的組成成分?！靖櫽柧殹?.關于光譜和光譜分析，下列說法中正確的是()A．光譜分析的依據是每種元素都有其特征譜線B．霓虹燈產生的是線狀譜C．進行光譜分析時，只能用明線光譜D．同一元素吸收光譜的暗線與線狀譜的位置是一一對應的二．氫原子光譜教師講述：氫原子是最簡單的原子，其光譜也最簡單。學生觀看：氫原子光譜視頻（課件展示）三．經典理論的困難教師講述：盧瑟福原子核式結構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。但經典物理學既無法解釋原子的穩(wěn)定性，又無法解釋原子光譜的分立特征。教師總結：按經典理論電子繞核旋轉，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，原子光譜應是連續(xù)的光譜。實驗表明原子相當穩(wěn)定，這一結論與實驗不符。實驗測得原子光譜是不連續(xù)的譜線。四．課堂小結學生活動：認真總結概括本節(jié)內容，完成隨堂檢測?！稓湓庸庾V》學情分析《氫原子光譜》屬于高中物理人教版選修3-5第十八章《原子結構》。在學習該節(jié)之前，學生已經對原子結構的發(fā)現史有了一個大概的了解。知道早在19世紀，德國科學家普呂克爾在實驗中發(fā)現了陰極射線，但科學家對陰極射線的本質認識存在分歧。于是，英國科學家湯姆孫通過對氣體放電的研究證實了陰極射線是一種帶負電的粒子，即電子,它是原子的組成部分。而原子呈電中性，正電荷和電子是如何分布的呢？科學家提出很多模型，其中較有影響的是湯姆孫本人的“棗糕模型”，也稱為“西瓜模型”。但是，科學家勒納德用電子射擊金屬膜，發(fā)現較高速的電子很容易穿透原子，可見原子不是實心球體。后來盧瑟福的ɑ粒子散射實驗證實了原子的核式結構模型。模型大體建立起來，但電子在核周圍怎樣運動？能量怎樣變化？這是接下來要研究的問題。學生就是在這些知識的基礎上開始研究光譜的，通過光譜的研究進一步揭示原子結構的奧秘。本部分內容比較抽象，需要借助實驗、視頻等方法幫助學生理解。《氫原子光譜》效果分析本節(jié)課始終以學生為主體精心設計教學活動，廣泛利用各種聲音，視頻，實驗等教學方法和資源，讓學生了解了光譜的定義和分類以及氫原子光譜的實驗規(guī)律，知道巴耳末系和經典原子理論的困難。通過本節(jié)的學習，讓學生從情感、態(tài)度與價值觀方面感受了科學發(fā)展與進步的坎坷，培養(yǎng)了他們探究科學、認識科學的能力，提高了自主學習的意識。在教學過程中，引導鼓勵學生大膽猜測，探索研究，體驗光譜與現實生活的聯系，引起情感共鳴，積極主動學習。學生在協作、會話交流過程中逐個解決需要學習的問題，最終圓滿完成學習任務，達到相應的教學目的。《氫原子光譜》教材分析早在17世紀，牛頓就發(fā)現了日光通過三棱鏡后的色散現象，并把實驗中得到的彩色光帶叫做光譜。此后許多科學家通過對光譜的實驗研究認識到它與物質的化學成分有關，可以檢測物質材料中的純度、發(fā)現新元素，鑒別食品優(yōu)劣、鑒定文物，也可以用于探究原子的結構。本節(jié)教材是在明確光譜、連續(xù)譜、線狀譜的概念后，進一步介紹原子的特征光譜和光譜分析，重點講述氫原子光譜的實驗規(guī)律。并通過經典理論困難的討論讓學生認識到，矛盾說明從宏觀現象總結出來的經典電磁理論不適用于微觀現象，不解決這個矛盾原子理論就不能前進，這是產生波爾原子理論的歷史背景?！稓湓庸庾V》評測練習1.?關于光譜,下面說法中正確的是()A.熾熱的液體發(fā)射連續(xù)光譜B.太陽光譜中的暗線說明太陽上缺少與這些暗線相應的元素C.明線光譜和暗線光譜都可用于對物質成分進行分析D.發(fā)射光譜一定是連續(xù)光譜2.下列物質產生線狀譜的是（）A．熾熱的鋼水B．發(fā)亮的白熾燈C．熾熱的高壓氣體D．固體或液體汽化成稀薄氣體后發(fā)光3.下列說法正確的是()A.?用連續(xù)譜可以鑒定物質的成分B.?只能用線狀譜鑒定物質的成分C.?雖然用光譜可以鑒定物質的成分，但靈敏度不高D.?我們可以通過對其他星球進行光譜分析來確定其物質成分4.有關氫原子光譜的說法正確的是()A.?氫原子的發(fā)射光譜是連續(xù)譜B.?氫原子光譜說明氫原子只發(fā)出特定頻率的光C.?氫原子光譜說明氫原子輻射波長是分立的D.?氫原子光譜只有四條譜線5.下列說法正確的是()A.?經典理論認為，由于電子與原子核之間的庫侖力作用，電子只能繞核轉動B.?經典理論認為，電子周期性運動一定會激發(fā)電磁波C.?經典理論認為，電子與原子核組成的系統(tǒng)是穩(wěn)定的D.?經典理論無法解釋氫原子光譜是分立的《氫原子光譜》課后反思關于這一節(jié)，教材的要求是要求學生了解氫原子光譜的各個線系和不連續(xù)性、知道氫原子發(fā)出的光具有特定頻率，了解光譜在科學技術中的應用。我在處理本節(jié)內容時對光譜做了比較詳細的介紹，介紹各種光譜形成的原因，特點，光譜的不同分類等等，那么我介紹完課本內容以外對該部分知識的補充，是更加強調了學生視野的開闊。教材建議主要讓學生進行自主化學習，指導學生通過實驗觀察、思考，并自主閱讀教材剩余部分，或者讓學生自主討論。而我考慮到我班學生的實際情況，學生知識面比較狹窄，于是在課堂上講解了光譜的一些相關的知識，先讓學生了解光譜，具有一定的知識概念了之后，再讓學生自己去體會，通過課外閱讀掌握教材的要求。本節(jié)課我認為在內容的處理上還是比較到位的，課后提問了一些學生該節(jié)的知識點，學生反應的還是比較不錯的。在介紹光譜在科學