石夏周
摘要:玻爾的原子結(jié)構(gòu)假說是中學(xué)原子物理部分的重要內(nèi)容。本文探討了玻爾理論在中學(xué)物理教學(xué)中的地位和意義,深入分析了目前玻爾理論教學(xué)的現(xiàn)狀及原因,在此基礎(chǔ)上提出了在中學(xué)階段對(duì)玻爾理論教學(xué)的幾點(diǎn)意見。
關(guān)鍵詞:中學(xué)物理教學(xué) 玻爾理論 教學(xué)現(xiàn)狀 教學(xué)建議
玻爾的原子結(jié)構(gòu)假說是中學(xué)原子物理部分的重要內(nèi)容,它改變了經(jīng)典物理一統(tǒng)天下的局面,為原子理論體系的建立打下了基礎(chǔ)。玻爾理論的建立,打破了我們?nèi)粘5挠^念,叩開了微觀世界的大門,愛因斯坦曾這樣評(píng)價(jià):“玻爾模型是思想領(lǐng)域中最高的音樂神韻?!?/p>
一、玻爾理論在中學(xué)物理教學(xué)中的意義
玻爾理論的教學(xué),有助于培養(yǎng)學(xué)生的探索精神,創(chuàng)新精神,有利于發(fā)展學(xué)生的思維,培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)素養(yǎng)。因此,有關(guān)玻爾理論的知識(shí)在高考中出現(xiàn)的頻率較高,重點(diǎn)考查學(xué)生的理解、推理能力。盡管多數(shù)以選擇題的形式出現(xiàn),難度以容易題顯現(xiàn),分值不超過6分,但高考中這一類題的得分率卻并不高??磥硭^的“簡(jiǎn)單”題目并不簡(jiǎn)單,這就要求我們?nèi)ニ伎己头此嘉覀兊慕虒W(xué)。
二、中學(xué)玻爾理論教學(xué)現(xiàn)狀及原因
玻爾理論部分在教材中以“能級(jí)”為標(biāo)題,以能級(jí)概念、氫原子的能級(jí)圖、氫原子發(fā)光等內(nèi)容來說明玻爾理論。高中物理關(guān)于“能級(jí)”這一節(jié)的內(nèi)容比較抽象,理論性較強(qiáng),從經(jīng)典理論中的能量連續(xù)分布到量子理論中的能量分立分布這一臺(tái)階過渡較大。由于學(xué)生對(duì)量子理論的初步知識(shí)基本沒有接觸,基礎(chǔ)很薄弱,故難以接受和理解這一全新的理論。而教材的編寫,對(duì)玻爾理論的講解比較簡(jiǎn)單,邏輯體系不強(qiáng),學(xué)生難以對(duì)玻爾理論形成較深刻的認(rèn)識(shí)。例如:教材對(duì)氫原子的能量為何認(rèn)為就是電子能量及氫原子的能量為何為負(fù)值沒有作出充分的說明,過渡太突然,讓許多學(xué)生感到疑惑不解。
許多教師在講解這部分知識(shí)時(shí),往往認(rèn)為內(nèi)容不多,高考要求不高,物理老師從自己對(duì)知識(shí)的理解程度出發(fā)進(jìn)行教學(xué),忽略了學(xué)生及教材的實(shí)際,沒有站在學(xué)生的角度去思考和理解,從而在教學(xué)中沒能體現(xiàn)學(xué)生的主體地位。有的教師在教學(xué)中僅簡(jiǎn)單敘述,只要求學(xué)生記住幾個(gè)結(jié)論,甚至放手讓學(xué)生自己看書,最后找?guī)讉€(gè)題目練習(xí)練習(xí)就完事,這使得學(xué)生沒有理解玻爾理論的本質(zhì),也就不會(huì)靈活應(yīng)用知識(shí),題型一變就出錯(cuò)。這也是學(xué)生在高考中失分的一個(gè)方面。
三、我對(duì)玻爾理論教學(xué)的意見
玻爾理論是原子物理學(xué)的重點(diǎn)、難點(diǎn),也是高考的熱點(diǎn),結(jié)合中學(xué)教學(xué)的現(xiàn)狀,談?wù)勎覍?duì)玻爾理論教學(xué)的意見。
(一)理清課本思路
從發(fā)現(xiàn)問題、引導(dǎo)探索、提出假說、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、完善發(fā)展理論的物理思想方法進(jìn)行教學(xué),并補(bǔ)充介紹一些物理史實(shí)及現(xiàn)代科學(xué)研究的一般方法。讓學(xué)生明白為何要提出玻爾假說,玻爾假說是怎樣解決問題的,玻爾假說又有什么缺陷,明確前因后果,這樣學(xué)生就能更好地接受和理解玻爾理論。
(二)講清氫原子的能量
(三)講清能級(jí)的躍遷和原子發(fā)光
通常原子處于最低能量的定態(tài)——基態(tài);當(dāng)原子獲得能量就會(huì)處于高能量的定態(tài)——激發(fā)態(tài)。處于激發(fā)態(tài)的原子一般不會(huì)長時(shí)間的存在,很快地(存在時(shí)間T的壽命)向低能態(tài)躍遷,同時(shí)以光子的形式釋放能量即發(fā)光。
原子獲取能量可以是光子傳能。若光子能量較低不能使原子電離,則原子吸收光子能量時(shí)具有選擇性;若光子能量較高能使原子電離,電離后電子的能量E=■mv■就不再是分立的,這種情況就沒有選擇性吸收。若是實(shí)物粒子原子中的電子碰撞而讓原子激發(fā),實(shí)物粒子還可以余有能量,只要實(shí)物粒子的能量大于原子兩能級(jí)之差就可以使原子激發(fā),即不具有選擇性??傊柪碚撝姓f的選擇性吸收是指選擇吸收滿足條件的光子由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)的原子狀態(tài),而電離之后就不再是原子狀態(tài)了。處于激發(fā)態(tài)向低能態(tài)躍遷只能是有限的幾種光子的能量,也即幾種頻率的光子。通過分光后得到的譜線是分立的即線狀譜,處于電離后向低能態(tài)的躍遷,則有無數(shù)種光子的能量(能量連續(xù)),即得到連續(xù)譜。
(四)分清原子發(fā)光中一個(gè)原子和一群原子
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