浅析高中物理教学方法与技巧
四川省岳池中学 匡远胜
摘要：高中物理的知识多，也较难。怎样能让学生快速的找到对应知识与方法，我以原子物理为例。分析原子的认识过程、核变与核能，阐述高中物理的教学方法与技巧。
关键词：教学方法与技巧 知识联系 知识体系
一、对四代原子模型的认识
1. 第一代模型。进入原子物理的学习，首先是道尔顿通过大量化学实验，认为原子是最小单位，不可以再分。后来科学家发现了阴极射线，再后来汤姆逊观察了这种射线在电、磁场中的运动情况。让他感到惊喜的是，阴极射线在电、磁场中发生了偏转，而且偏转规律与电子在电、磁场中的运动情况一致，证明了阴极射线带负电。得出原子中含有电子，可以再分的结论。既然原子可以再分。那原子是由哪些成分构成的？这些成分又是怎样分布的？针对这些问题，汤姆逊认为原子中的正负电荷是均匀分布。提出第一代模型
2. 第二代模型。汤姆逊有个叫卢瑟福的学生，用α粒子去轰击氮箔，也就是α散射实验。让他没想到的是，少量α粒子的偏转角度很大，个别粒子被弹回。这是他老师提出的模型解决不了的问题。卢瑟福通过冥思苦想，反复的演算和总结得出结论：很小的原子核集中了所有的正电荷和几乎所有的质量，核外大量的空间由电子绕原子核运动。这个结果推翻了汤姆逊的原子模型，建立了第二代模型--核式结构。
3.第三代模型。核外电子绕原子核运动的轨道是任意的吗？是独立的轨道，还是螺旋式轨道？玻尔对核式结构，原子光谱、普朗克量子概念、和巴尔末公式等进行了思考和总结。提出了自己的原子模型，他认为某种特定的原子，其核外电子绕原子核运动的轨道不是任意的，也不是螺旋式的，是独立的，特定的。每一轨道上的电子，具有相等的能量，从而定义了定态。每一个定态具有的能量，定义了能级。核外电子可以在这些能级间进行跃迁。当从高到低两能级间跃迁时，会放出两能级之差的能量，引入了光子。这就是第三代原子模型。还可以把这些光子按照频率从小到大进行排序。当从低到高两能级间跃迁时，会吸收两能级之差的能量。电子也可以吸收足够大的能量，使电子能克服电场力做功，脱离原子核的吸引，引入了电离。从金属中逸出所需做的最小的功，引入了逸出功。我们把电子在光照条件下，电子从在低能级吸收光子发生电离的方式来发电，引入光电效应。因为光电效应中发出光电子的运动方向是任意的，要对这些电子进行收集，在光电效应的过程中需加上外加电压。使电子沿同一方向运动。如果外加电压足够大，能使逸出的电子全部运动到电源负极。这时所形成的电流定义了饱和光电流。如果我们外加的是反向电压，让光电子刚好一个也达不到负极板时，引入遏止电压。正是因为核外电子的能级是一定的，所以在进行核外电子跃迁时，释放的能量是不连续的，把每一份能量定义了为能量子。因为每种原子的核外电子的能级是一定的，所以电子在发生跃迁时发出的能量子也是特定的。大量的能量子构成原子的光谱线。人们常用原子特征光谱线对物质进行光谱分析，从而判断含有哪些元素。如果用加热的方式使核外电子发生电离，引入热辐射。我们也可以用黑体加空腔的辐射方式，称黑体辐射，来研究辐射能量的波长（频率）与温度的关系。一般辐射发出的是各种不同频率的光子，所组成的光定义了普通光。如果采用自发辐射加受激辐射的方法，可以辐射出同种频率的光，定义了激光（人造的）。从衍射、干涉、偏振、光的电磁说等研究了光的波动说；从康普顿效应、光电效应、光子说等研究了光的粒子说。从而得到结论：光具有波粒二象性。
4.第四代模型。卢瑟福有个叫查德威克的学生，用α粒子轰击铍核，得到了中子（不带电）。从而得到原子核中有质子，也有中子，得出了第四代原子模型，即原子核由质子和中子组成。
二、核变与核能
1.衰变与人工转变。通过前面对四代原子模型的学习，我们知道，原子核是由质子和中子构成。那质子和中子又是怎样结合的呢？原子核的大小能发生改变吗，怎样改变的？我们把原子核的大小自发的发生改变称天然放射现象，贝克勒尔发现了这种现象。这种现象说明：原子核的大小也能够发生改变。原子核自发地发生变化定义了衰变。衰变过程放出α粒子，称为α衰变。从而探究α衰变的本质。由原子核自发的放出电子，定义了β衰变。从而探究β衰变的本质。也说明，原子核中的质子和中子也可以相互转化。在衰变的同时，会放出高能物质--伽马射线。我们可以应用伽马射线进行工业探伤，培育新种，消灭害虫等。根据半数原子核发生变化的时间，引入半衰期。我们也可以应用元素的半衰期进行医学研究或测量湖泊的水量等。既然原子核可以自发的发生改变。那也能在人为干预的情况下发生改变。在学习第二代和第四代原子模型的时候，卢瑟福和查德威克就是用人工干预的方法，分别发现了质子和中子，小居里夫妇用α粒子轰击铝核发现了人工放射性元素。并从这个放射性元素的衰变中，发现了正电子。
2.核能的释放。经过大量的研究发现。原子核发生改变的同时可以放出大量的能量。从核反应过程放出的总能量和平均每个核子放出的能量，定义了结合能和比结合能。核反应释放大量能量有两种方式。第一种是小原子核结合成氦原子核。由此定义了核聚变。氢弹、太阳发光等就属于核聚变。第二种是重核铀在人工干预的情况下，吸收慢到中子，分裂成两个中等质量的原子核和三个中子。如果我们再对这三个中子的速度进行控制让它减速，就可以使反应连续发生下去，定义了链式反应，这整过程定义了重核裂变。核能发电，核潜艇等就是应用的重核裂变。在核反应的过程中满足守恒的有：电荷、质量数、总动量和总能量。
总之，物理知识看似比较分散，其实具备一定的联系。只要我们认真去分析、整理、加工，找到知识联系，建成一个完整的知识体系。
