5.3量子化现象-5.4物理学——人类文明进步的阶梯ppt课件

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1、第三节 量子化现象 第四节 物理学人类文明进步的阶梯,第五章,内容索引,自主预习 预习新知 夯实基础,重点探究 启迪思维 探究重点,达标检测 检测评价 达标过关,自主预习,1.黑体辐射：如果一个物体能够吸收照射到它上面的全部辐射而无 ，这一物体就称为黑体.黑体辐射是指黑体发出的 . 2.光电效应：当用一些波长 的光照射金属表面时，金属便有电子 ，这种现象称为光电效应.从金属表面逸出的电子称为光电子.光电效应的产生取决于光的 而与光的 无关.,一、量子化现象,反射,电磁辐射,较短,逸出,频率,强度,3.光的波粒二象性：大量的实验事实表明，光既具有 又具有 ，也就是光具有波粒二象性. 4.原子光谱

2、：原子只能处于一系列 的能量状态中，当原子从一种能量状态变化到另一种能量状态时，辐射(或吸收) 频率的光子，辐射(或吸收)光子的能量是不连续的. 二、物理学与现代技术 物理学的发展推动了科学技术的高速发展，几乎所有重大的新技术领域，如 、 、 等的创立，都是在物理学中经过了长期的酝酿，在理论上和实验上取得突破，继而转化为技术成果的.,波动性,粒子性,不连续,一定,原子能技术,激光技术,电子和信息技术,答案,即学即用 1.判断下列说法的正误. (1)量子理论中能量也是连续变化的.( ) (2)一个量子就是组成物质的最小微粒，如原子、分子.( ) (3)辐射的能量是一份一份的，因此物体的动能也是一

3、份一份的.( ) (4)光具有波粒二象性说明有的光是波，有的光是粒子.( ),2.波长是0.122 0 m的紫外线的光子能量为_J.,答案,解析,1.631018,重点探究,1.量子化假设：普朗克提出物质发射(或吸收)的能量E只能是某一最小能量单位的整数倍，En，n1,2,3n叫做量子数.能量子的能量h .式中h为普朗克常量(h6.631034 Js)是微观现象量子特征的表征，为频率，c为真空中的光速，为光波的波长. 2.量子化：量子化的“灵魂”是不连续.在宏观领域中，这种量子化(或不连续性)相对于宏观量或宏观尺度极微小，完全可以忽略不计，但在微观世界里，量子化(或不连续)是明显的，微观物质系

4、统的存在，物质之间传递的相互作用、物体的状态及变化等都是量子化的.,一、对量子理论的初步认识,例1 根据量子理论，光子的能量E0hh ，其中c为真空中的光速、为光的频率、为光的波长，普朗克常量取h6.61034 Js.已知太阳光垂直照射时，每平方米面积上的辐射功率为P1.35 kW.假设太阳辐射的平均波长为 6.6107 m，则在垂直于太阳光的S1 m2面积上，每秒钟内可以接收到多少光子？,答案 4.51021个,答案,解析,在1 m2面积上，1 s内得到的阳光总能量为EPt，接收到的光子个数,针对训练 (多选)关于量子假说，下列说法正确的是 A.为了解决黑体辐射的理论困难，爱因斯坦提出了量子

5、假说 B.量子假说第一次得出了不连续的概念 C.能量的量子化就是能的不连续化 D.量子假说认为电磁波在空间中的传播是不连续的,答案,解析,解析 普朗克提出了量子假说，认为物质发射和吸收能量时，能量不是连续的，是一份一份进行的.它不但解决了黑体辐射的理论困难，更重要的是提出了“量子”概念，揭开了物理学崭新的一页，选项B、C正确.,1.光子说：爱因斯坦认为，光在传播过程中，是不连续的，它由数值分立的能量子组成，这些能量子叫光量子，也称“光子”，光就是以光速c运动着的光子流，每个光子的能量Ehh . 2.用光子说解释光电效应的规律：当光子照射到金属表面上时，它的能量可以被金属中的某个电子全部吸收，电

6、子吸收光子的能量后，动能立刻增加，不需要积累能量的过程.这就是光电效应的发生用时极短的原因.只有能量足够大，即频率足够大的光子照射在金属上，才能使电子获得足够大的动能，克服金属原子核对它的束缚从金属表面飞离出来成为光电子，这就说明发生光电效应入射光的频率必须足够大，而不是光足够强.,二、对光电效应的理解,例2 硅光电池是利用光电效应原理制成的，下列表述正确的是 A.硅光电池是把光能转变为电能的一种装置 B.硅光电池中吸收了光子能量的电子都能逸出 C.逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率无关 D.任意频率的光照射到硅光电池上都能产生光电效应,答案,解析,解析 硅光电池把光能转化为电能，A正确；

7、 光子的能量取决于光的频率，只有当光子的能量足够大，被硅光电池中的电子吸收后，电子才能从金属中逸出，所以只有当光的频率足够大时才会发生光电效应，B、D错误； 逸出的光电子的最大初动能随入射光的频率的增大而增大，C错误.,1.光电效应能不能产生取决于入射光的频率，只要频率足够大，就可以产生光电效应，与光的照射时间无关. 2.单位时间内产生光电子的多少取决于入射光的强度，入射光的强度越强，产生的光电子越多. 3.逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大. 4.“光电子的最大初动能”与“光电子的动能”的区别 光照射到金属表面时，电子吸收光子的能量，就可能向各个方向运动，运动过程中要克服原子核

8、和其他原子的阻碍而损失一部分能量，剩余部分能量转化为光电子的初动能.所以金属表面的电子，只需克服原子核的引力做功就能逸出，光电子具有的初动能最大，此时的动能叫做光电子的最大初动能.,1.光电效应说明光具有粒子性，光的干涉、衍射等实验事实，说明光具有波动性，大量实验事实表明，光既具有波动性又具有粒子性. 2.光具有波粒二象性，但在不同情况下表现不同.宏观上，大量光子传播往往表现为波动性；微观上，个别光子在与其他物质发生作用时，往往表现为粒子性. 3.光的粒子性不同于宏观观念中的粒子，粒子性的含义是“不连续”的，“一份一份”的.光的波动性也不同于宏观观念中的波，波动规律决定光子在某点出现的概率，是

9、一种概率波.,三、对波粒二象性的理解,例3 下列关于光的波粒二象性的说法中，正确的是 A.有的光是波，有的光是粒子 B.光子与电子是同样的一种粒子 C.光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著 D.大量光子的行为往往显示出粒子性,答案,解析,解析 光具有波粒二象性，即光具有波动性和粒子性，A错误； 光子不是实物粒子，电子是实物粒子，故B错误. 光的波长越长，其波动性越明显，波长越短，其粒子性越明显，C正确； 大量光子的行为显示出波动性，D错误.,达标检测,1,2,3,1.(量子化的理解)对于带电微粒辐射和吸收能量时的特点，下列说法不正确的是 A.辐射是由一份份的能量组成的，一份能

10、量就是一个能量子 B.辐射和吸收的能量是某一最小值的整数倍 C.吸收的能量可以是连续的 D.辐射和吸收的能量是量子化的,答案,解析,解析 根据普朗克的量子理论，能量是不连续的，其辐射和吸收的能量只能是某一最小能量单位的整数倍，故A、B、D均正确，C错，所以选C.,2.(光电效应的理解)某单色光照射金属时不会产生光电效应，下列措施中可能使该金属产生光电效应的是 A.延长光照时间 B.增大光的强度 C.换用波长较短的光照射 D.换用频率较低的光照射,答案,解析,1,2,3,解析 要产生光电效应，入射光的频率必须大于该金属的极限频率，波长越短的光频率越高，当高于极限频率时就能产生光电效应，故C正确.,3.(对光的波粒二象性的理解)(多选)在单缝衍射实验中，中央亮纹的光强占从单缝射入的整个光强的95%以上，假设现在只让一个光子通过单缝，那么该光子 A.一定落在中央亮纹处 B.一定落在亮纹处 C.可能落在暗纹处 D.落在中央亮纹处的可能性最大,答案,1,2,3,解析,解析 根据光波是概率波的概念，对于一个光子通过单缝落在何处，是不确定的，但概率最大的是落在中央亮纹处.当然也可落在其他亮纹处，还可能落在暗纹处，不过，落在暗纹处的概率很小，故C、D选项正确.,1,2,3,