高中物理 第五章 第三節(jié) 量子化現(xiàn)象 第四節(jié) 物理學(xué) 人類文明進(jìn)步的階梯課件 粵教版必修2

第三節(jié) 量子化現(xiàn)象第四節(jié) 物理學(xué)人類文明進(jìn)步的階梯1黑體：如果一個(gè)物體能夠吸收照射到它上面的全部輻射而_，這種物體就稱為黑體黑體輻射是指黑體發(fā)出的_無反射電磁輻射最小單位2能量子假說：所謂能量子就是能量的_微觀領(lǐng)域里的能量的變化總表現(xiàn)為電磁波的輻射與吸收，不同頻率的電磁波其能量子的值不同,表達(dá)式為h(是電磁波的頻率，h 稱為普朗克常量，由實(shí)驗(yàn)測(cè)得 h6.631034 Js)能量量子化：微觀領(lǐng)域中能量的_，即只能取分立值的現(xiàn)象不連續(xù)變化3愛因斯坦光子假說：光在傳播的過程中，能量是不連續(xù)的，它由數(shù)值分立的能量子組成，這些能量子稱為光量子，也稱為“_”，其能量為h.光子波動(dòng)性4光的波粒二象性：大量實(shí)驗(yàn)表明，光既具有_又具有_，即光具有波粒二象性粒子性5物理學(xué)對(duì)人類文明的貢獻(xiàn)：(1)物理學(xué)的發(fā)展推動(dòng)了科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展幾乎所有重大的新技術(shù)領(lǐng)域，如原子能技術(shù)、激光技術(shù)、電子和信息技術(shù)等的創(chuàng)立，都是在物理學(xué)中經(jīng)過長(zhǎng)期的醞釀，在理論上和實(shí)驗(yàn)上取得突破，繼而轉(zhuǎn)化為技術(shù)成果的(2)如果沒有 1909 年物理學(xué)的粒子散射實(shí)驗(yàn)和_的質(zhì)能方程就不可能有今天核能的利用愛因斯坦(3)18 世紀(jì)得益于牛頓力學(xué)和熱學(xué)的研究而發(fā)明了蒸汽機(jī)，帶領(lǐng)人們進(jìn)入蒸汽機(jī)時(shí)代；19 世紀(jì)以電機(jī)的發(fā)明和電力的應(yīng)用為標(biāo)志的電力技術(shù)革命，使人類社會(huì)全面進(jìn)入了電氣化時(shí)代；屬于 20 世紀(jì)最偉大的科學(xué)成就之一的原子能技術(shù)，把人類社會(huì)帶進(jìn)了原子時(shí)代；20 世紀(jì)后期，電子信息技術(shù)和通信技術(shù)又為人類創(chuàng)造了一個(gè)新時(shí)代_時(shí)代信息知識(shí)點(diǎn)量子化現(xiàn)象馬克斯普朗克(18581947)，德國(guó)物理學(xué)家，量子力學(xué)的創(chuàng)始人之一，二十世紀(jì)最重要的物理學(xué)家之一，因發(fā)現(xiàn)能量量子化而對(duì)物理學(xué)的進(jìn)展做出了重要貢獻(xiàn)，并在 1918 年獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)量子力學(xué)的發(fā)展被認(rèn)為是 20 世紀(jì)最重要的科學(xué)發(fā)展，其重要性可以與愛因斯坦的相對(duì)論相媲美圖 531普朗克對(duì)黑體輻射展開了研究，他總是盡可能試圖在麥克斯韋電磁理論內(nèi)解決問題，而不是顛覆這個(gè)理論以求得突破，但最后，他不得不假定：能量的傳遞不是連續(xù)的，而是以一個(gè)一個(gè)的能量單位傳遞的，這種最小能量單位被稱為能量子(簡(jiǎn)稱量子)在經(jīng)典物理學(xué)中，對(duì)體系的物理量變化的最小值沒有限制，它們可以任意連續(xù)變化，但在量子力學(xué)中，物理量只能以確定的大小一份一份地進(jìn)行變化，具體大小隨體系所處的狀態(tài)而定這種物理量只能取某些分離數(shù)值的特征叫做量子化，變化的最小份額稱為量子，量子化是微觀體系基本的規(guī)律之一1能量子假說的提出：(1)黑體輻射：如果一個(gè)物體能夠吸收照射到它上面的全部輻射而無反射，這種物體就是黑體黑體發(fā)出的電磁輻射叫做黑體輻射(2)能量子假說：能量子：a提出的目的：普朗克為了克服經(jīng)典物理學(xué)對(duì)黑體輻射現(xiàn)象解釋的困難而提出的的頻率和一個(gè)常數(shù) h 的乘積.h 是普朗克常量,h6.6310b含義：物質(zhì)發(fā)射或吸收能量時(shí)，能量不是連續(xù)的，而是一份一份地進(jìn)行的，每一份就是一個(gè)最小的能量單位，這個(gè)不可再分的最小的能量單位稱為“能量子”c能量子的能量h.即能量子的能量在數(shù)值上等于輻射34Js.能量的量子化是指在微觀領(lǐng)域中能量的不連續(xù)變化，即只能取分立值的現(xiàn)象2對(duì)光電效應(yīng)的解釋：(1)光子說：愛因斯坦于 1905 年提出光子說：光在傳播過程中，也是不連續(xù)的，它由數(shù)值分立的能量子組成愛因斯坦稱這些能量子為光量子，也稱為“光子”一個(gè)光子的能量為 Eh，為光的頻率，h 為普朗克常量(2)光電效應(yīng)：當(dāng)紫外線這一類波長(zhǎng)較短的光照射金屬表面時(shí)，金屬便有電子逸出，這種現(xiàn)象稱為光電效應(yīng)從金屬表面逸出的電子稱為光電子(3)光子說對(duì)光電效應(yīng)的解釋：光照射到金屬表面上，一個(gè)光子的能量被金屬中某個(gè)電子吸收，電子吸收光子后能量增加，若能量足夠大，電子能夠克服原子核對(duì)它的束縛，離開金屬表面，成為光電子光電效應(yīng)現(xiàn)象說明光具有粒子性3光的波粒二象性：(1)愛因斯坦的光子說成功地解釋了光電效應(yīng)，說明光具有粒子性，而在此之前，人們所觀察到光的干涉、衍射、偏振等實(shí)驗(yàn)事實(shí)，清楚地顯示光具有波動(dòng)性光既具有波動(dòng)性又具有粒子性，也就是光具有波粒二象性(2)在宏觀上大量光子表現(xiàn)為波動(dòng)性，在微觀上個(gè)別光子與其他物質(zhì)產(chǎn)生作用時(shí)往往表現(xiàn)為粒子性，即光具有波粒二象性波粒二象性揭示了光的本性4原子能量的不連續(xù)：(1)原子光譜：按照經(jīng)典理論，能量是連續(xù)變化的，由此氫原子發(fā)光的光譜就應(yīng)該是包含一切頻率的連續(xù)譜，而事實(shí)上氫原子光譜是由一系列不連續(xù)的亮線組成的線狀譜(2)原子光譜的解釋：原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中當(dāng)原子從一種能量狀態(tài)變化到另一種能量狀態(tài)時(shí)，會(huì)輻射(或吸收)一定頻率的光子，所輻射(或吸收)的光子的能量是不連續(xù)的5物理學(xué)與自然科學(xué)人類文明進(jìn)步的基石：物理學(xué)是自然科學(xué)的基礎(chǔ)之一，物理學(xué)的研究成果和研究方法，在自然科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域都起著重要的作用(1)物理學(xué)的發(fā)展推動(dòng)了科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展幾乎所有重大的新技術(shù)領(lǐng)域，如原子能技術(shù)、激光技術(shù)、電子和信息技術(shù)等的創(chuàng)立，都是在物理學(xué)中經(jīng)過長(zhǎng)期的醞釀，在理論上和實(shí)驗(yàn)上取得突破，繼而轉(zhuǎn)化為技術(shù)成果的(2)如果沒有 1909 年物理學(xué)的粒子散射實(shí)驗(yàn)和愛因斯坦的質(zhì)能方程就不可能有今天核能的利用(3)18 世紀(jì)得益于牛頓力學(xué)和熱學(xué)的研究而發(fā)明了蒸汽機(jī)，帶領(lǐng)人們進(jìn)入蒸汽機(jī)時(shí)代；19 世紀(jì)以電機(jī)的發(fā)明和電力的應(yīng)用為標(biāo)志的電力技術(shù)革命，使人類社會(huì)全面進(jìn)入電氣化時(shí)代；屬于 20 世紀(jì)最偉大的科學(xué)成就之一的原子能技術(shù)，把人類社會(huì)帶進(jìn)了原子時(shí)代；20 世紀(jì)后期，電子信息技術(shù)和通信技術(shù)又為人類創(chuàng)造了一個(gè)新時(shí)代信息時(shí)代【例 1】關(guān)于對(duì)光的本性的理解,下列說法最全面的是()A光是一種機(jī)械波C光是一種粒子B光是一種電磁波D光具有波粒二象性解析：把光理解為機(jī)械波是錯(cuò)誤的，而把光僅理解為電磁波或是一種粒子又是片面的，大量的事實(shí)證明光既具有粒子性又具有波動(dòng)性，即光具有波粒二象性答案：D【觸類旁通】1原子光譜的發(fā)現(xiàn)說明()BA原子的能量是連續(xù)的B原子的能量是量子化的C只有氫原子的能量是量子化的D所有物質(zhì)的能量都是連續(xù)的解析：原子光譜說明原子的能量是量子化的，不只是氫原子這樣，所有物質(zhì)的原子都是這樣的【例 2】作為中國(guó)人應(yīng)該認(rèn)識(shí)一些我們自己的物理學(xué)家，比如被稱為“中國(guó)原子之父”的科學(xué)家是()B錢三強(qiáng)D鄧稼先A錢學(xué)森C錢偉長(zhǎng)答案：B【觸類旁通】)C2以下高新技術(shù)與物理學(xué)沒有直接關(guān)系的是(A空間技術(shù)B現(xiàn)代通信技術(shù)C基因轉(zhuǎn)變D現(xiàn)代電子技術(shù)光電效應(yīng)產(chǎn)生的條件)【例 3】關(guān)于光電效應(yīng)現(xiàn)象，下列說法正確的是(A只要照射時(shí)間足夠長(zhǎng)，任何金屬都能發(fā)射光電子B只要光的強(qiáng)度足夠大，任何金屬都能發(fā)射光電子C一種金屬能否發(fā)射光電子，只與光的頻率有關(guān)D光的強(qiáng)度越大，產(chǎn)生的光電子能量越大錯(cuò)因：光電效應(yīng)不能用經(jīng)典物理學(xué)的觀點(diǎn)去解釋，它有自己特定的規(guī)律為了解釋光電效應(yīng)現(xiàn)象，愛因斯坦于 1905 年提出光子說，這才成功解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象正解：光電效應(yīng)的產(chǎn)生取決于光的頻率，與照射時(shí)間和光的強(qiáng)度無關(guān)光電子的能量取決于光的頻率，與光的強(qiáng)度無關(guān)答案：C