2018-2019學年高中物理 第五章 經(jīng)典力學與物理學革命 第三節(jié) 量子化現(xiàn)象 第四節(jié) 物理學——人類文明進步的階梯課件 粵教版必修2.ppt

第三節(jié)量子化現(xiàn)象 第四節(jié)物理學人類文明進步的階梯,第五章,內(nèi)容索引,自主預習 預習新知 夯實基礎,重點探究 啟迪思維 探究重點,達標檢測 檢測評價 達標過關,自主預習,1.黑體輻射：如果一個物體能夠吸收照射到它上面的全部輻射而無 ，這一物體就稱為黑體.黑體輻射是指黑體發(fā)出的 . 2.光電效應：當用一些波長 的光照射金屬表面時，金屬便有電子 ，這種現(xiàn)象稱為光電效應.從金屬表面逸出的電子稱為光電子.光電效應的產(chǎn)生取決于光的 而與光的 無關.,一、量子化現(xiàn)象,反射,電磁輻射,較短,逸出,頻率,強度,3.光的波粒二象性：大量的實驗事實表明，光既具有 又具有 ，也就是光具有波粒二象性. 4.原子光譜：原子只能處于一系列 的能量狀態(tài)中，當原子從一種能量狀態(tài)變化到另一種能量狀態(tài)時，輻射(或吸收) 頻率的光子，輻射(或吸收)光子的能量是不連續(xù)的. 二、物理學與現(xiàn)代技術 物理學的發(fā)展推動了科學技術的高速發(fā)展，幾乎所有重大的新技術領域，如 、 、 等的創(chuàng)立，都是在物理學中經(jīng)過了長期的醞釀，在理論上和實驗上取得突破，繼而轉(zhuǎn)化為技術成果的.,波動性,粒子性,不連續(xù),一定,原子能技術,激光技術,電子和信息技術,答案,即學即用 1.判斷下列說法的正誤. (1)量子理論中能量也是連續(xù)變化的.( ) (2)一個量子就是組成物質(zhì)的最小微粒，如原子、分子.( ) (3)輻射的能量是一份一份的，因此物體的動能也是一份一份的.( ) (4)光具有波粒二象性說明有的光是波，有的光是粒子.( ),2.波長是0.122 0 m的紫外線的光子能量為_J.,答案,解析,1.631018,重點探究,1.量子化假設：普朗克提出物質(zhì)發(fā)射(或吸收)的能量E只能是某一最小能量單位的整數(shù)倍，En，n1,2,3n叫做量子數(shù).能量子的能量h .式中h為普朗克常量(h6.631034 Js)是微觀現(xiàn)象量子特征的表征，為頻率，c為真空中的光速，為光波的波長. 2.量子化：量子化的“靈魂”是不連續(xù).在宏觀領域中，這種量子化(或不連續(xù)性)相對于宏觀量或宏觀尺度極微小，完全可以忽略不計，但在微觀世界里，量子化(或不連續(xù))是明顯的，微觀物質(zhì)系統(tǒng)的存在，物質(zhì)之間傳遞的相互作用、物體的狀態(tài)及變化等都是量子化的.,一、對量子理論的初步認識,例1根據(jù)量子理論，光子的能量E0hh ，其中c為真空中的光速、為光的頻率、為光的波長，普朗克常量取h6.61034 Js.已知太陽光垂直照射時，每平方米面積上的輻射功率為P1.35 kW.假設太陽輻射的平均波長為 6.6107 m，則在垂直于太陽光的S1 m2面積上，每秒鐘內(nèi)可以接收到多少光子？,答案4.51021個,答案,解析,在1 m2面積上，1 s內(nèi)得到的陽光總能量為EPt，接收到的光子個數(shù),針對訓練(多選)關于量子假說，下列說法正確的是 A.為了解決黑體輻射的理論困難，愛因斯坦提出了量子假說 B.量子假說第一次得出了不連續(xù)的概念 C.能量的量子化就是能的不連續(xù)化 D.量子假說認為電磁波在空間中的傳播是不連續(xù)的,答案,解析,解析普朗克提出了量子假說，認為物質(zhì)發(fā)射和吸收能量時，能量不是連續(xù)的，是一份一份進行的.它不但解決了黑體輻射的理論困難，更重要的是提出了“量子”概念，揭開了物理學嶄新的一頁，選項B、C正確.,1.光子說：愛因斯坦認為，光在傳播過程中，是不連續(xù)的，它由數(shù)值分立的能量子組成，這些能量子叫光量子，也稱“光子”，光就是以光速c運動著的光子流，每個光子的能量Ehh . 2.用光子說解釋光電效應的規(guī)律：當光子照射到金屬表面上時，它的能量可以被金屬中的某個電子全部吸收，電子吸收光子的能量后，動能立刻增加，不需要積累能量的過程.這就是光電效應的發(fā)生用時極短的原因.只有能量足夠大，即頻率足夠大的光子照射在金屬上，才能使電子獲得足夠大的動能，克服金屬原子核對它的束縛從金屬表面飛離出來成為光電子，這就說明發(fā)生光電效應入射光的頻率必須足夠大，而不是光足夠強.,二、對光電效應的理解,例2硅光電池是利用光電效應原理制成的，下列表述正確的是 A.硅光電池是把光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N裝置 B.硅光電池中吸收了光子能量的電子都能逸出 C.逸出的光電子的最大初動能與入射光的頻率無關 D.任意頻率的光照射到硅光電池上都能產(chǎn)生光電效應,答案,解析,解析硅光電池把光能轉(zhuǎn)化為電能，A正確； 光子的能量取決于光的頻率，只有當光子的能量足夠大，被硅光電池中的電子吸收后，電子才能從金屬中逸出，所以只有當光的頻率足夠大時才會發(fā)生光電效應，B、D錯誤； 逸出的光電子的最大初動能隨入射光的頻率的增大而增大，C錯誤.,1.光電效應能不能產(chǎn)生取決于入射光的頻率，只要頻率足夠大，就可以產(chǎn)生光電效應，與光的照射時間無關. 2.單位時間內(nèi)產(chǎn)生光電子的多少取決于入射光的強度，入射光的強度越強，產(chǎn)生的光電子越多. 3.逸出的光電子的最大初動能隨入射光頻率的增大而增大. 4.“光電子的最大初動能”與“光電子的動能”的區(qū)別 光照射到金屬表面時，電子吸收光子的能量，就可能向各個方向運動，運動過程中要克服原子核和其他原子的阻礙而損失一部分能量，剩余部分能量轉(zhuǎn)化為光電子的初動能.所以金屬表面的電子，只需克服原子核的引力做功就能逸出，光電子具有的初動能最大，此時的動能叫做光電子的最大初動能.,1.光電效應說明光具有粒子性，光的干涉、衍射等實驗事實，說明光具有波動性，大量實驗事實表明，光既具有波動性又具有粒子性. 2.光具有波粒二象性，但在不同情況下表現(xiàn)不同.宏觀上，大量光子傳播往往表現(xiàn)為波動性；微觀上，個別光子在與其他物質(zhì)發(fā)生作用時，往往表現(xiàn)為粒子性. 3.光的粒子性不同于宏觀觀念中的粒子，粒子性的含義是“不連續(xù)”的，“一份一份”的.光的波動性也不同于宏觀觀念中的波，波動規(guī)律決定光子在某點出現(xiàn)的概率，是一種概率波.,三、對波粒二象性的理解,例3下列關于光的波粒二象性的說法中，正確的是 A.有的光是波，有的光是粒子 B.光子與電子是同樣的一種粒子 C.光的波長越長，其波動性越顯著；波長越短，其粒子性越顯著 D.大量光子的行為往往顯示出粒子性,答案,解析,解析光具有波粒二象性，即光具有波動性和粒子性，A錯誤； 光子不是實物粒子，電子是實物粒子，故B錯誤. 光的波長越長，其波動性越明顯，波長越短，其粒子性越明顯，C正確； 大量光子的行為顯示出波動性，D錯誤.,達標檢測,1,2,3,1.(量子化的理解)對于帶電微粒輻射和吸收能量時的特點，下列說法不正確的是 A.輻射是由一份份的能量組成的，一份能量就是一個能量子 B.輻射和吸收的能量是某一最小值的整數(shù)倍 C.吸收的能量可以是連續(xù)的 D.輻射和吸收的能量是量子化的,答案,解析,解析根據(jù)普朗克的量子理論，能量是不連續(xù)的，其輻射和吸收的能量只能是某一最小能量單位的整數(shù)倍，故A、B、D均正確，C錯，所以選C.,2.(光電效應的理解)某單色光照射金屬時不會產(chǎn)生光電效應，下列措施中可能使該金屬產(chǎn)生光電效應的是 A.延長光照時間 B.增大光的強度 C.換用波長較短的光照射 D.換用頻率較低的光照射,答案,解析,1,2,3,解析要產(chǎn)生光電效應，入射光的頻率必須大于該金屬的極限頻率，波長越短的光頻率越高，當高于極限頻率時就能產(chǎn)生光電效應，故C正確.,3.(對光的波粒二象性的理解)(多選)在單縫衍射實驗中，中央亮紋的光強占從單縫射入的整個光強的95%以上，假設現(xiàn)在只讓一個光子通過單縫，那么該光子 A.一定落在中央亮紋處 B.一定落在亮紋處 C.可能落在暗紋處 D.落在中央亮紋處的可能性最大,答案,1,2,3,解析,解析根據(jù)光波是概率波的概念，對于一個光子通過單縫落在何處，是不確定的，但概率最大的是落在中央亮紋處.當然也可落在其他亮紋處，還可能落在暗紋處，不過，落在暗紋處的概率很小，故C、D選項正確.,1,2,3,