依綱扣本命制創新試題 物理學史閃現科學光輝

2021-02-26 創客焦作

2021年河北省普通高中學業水平選擇性考試模擬演練物理卷第14題是一道以弗蘭克-赫茲實驗為物理背景的創新型試題，試題中顯現的指導意義，引人深思。

模擬試題

在歷史上，弗蘭克-核子實驗是以電子轟擊汞原子，描繪放電電流-電壓曲線，觀察電流-電壓圖線，並從周期性變化的電流-電壓圖線中探尋原子內部能量量子化的蛛絲馬跡，是原子能級存在的重要實驗證據。在物理學史中具有裡程碑意義，被寫入高中物理教材3-5中。

原子能級是指原子的能量不是連續的，而是一些分立的值。如果是這樣的話，原子就只能吸收特定數量的能量（等於原子某兩個能級間的差值），弗蘭克-赫茲實驗正是觀察到了這一點。

夫蘭克-赫茲實驗結果表明：原子被激發到不同的狀態時。它所吸收的能量是不連續的。即原子體系內部能量是量子化的。夫蘭克-赫茲實驗有力地證實了原子中量子態的存在。

高中物理3-5教材

此創新型試題大膽地對經典的弗蘭克-赫茲實驗進行改編，用質子撞擊氫原子，構建等質量對心非彈性碰撞模型，將降低運算量和思維難度降低到高中數學和物理的範疇，運用動量守恆和能量守恆的思路，將碰撞中損失的機械能對應氫原子能級躍遷所需的能量。

在實際教學中，諸如『做一做』、「科學漫步」、「科學足跡」這類補充性、拓展性資料在課堂教學、考試和訓練中很少涉及，很少有師生研讀。而這次模擬測試以弗蘭克-赫茲實驗創製新題，就是要引導師生回歸教材，研讀文本。

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