高一物理課件（廣東專用）：第五章 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 （粵教必修二）

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歡迎進入物理課堂 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 一 黑體輻射 能量子假說的提出1 黑體 如果一個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 2 黑體輻射 黑體發(fā)出的 電磁輻射 3 能量子假說 所謂能量子就是能量的 微觀領域里能量的變化總表現(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 表達式為 h 是電磁波的頻率 h稱為普朗克常量 由實驗測得h 6 63 10 34J s 4 能量量子化 微觀領域中能量的 即只能 取分立值的現(xiàn)象 不連續(xù)變化 無反射 最小單位 二 光子說 對光電效應的解釋1 光電效應 當光線 包括不可見光 照射到金屬表面時 有 從金屬表面逸出的現(xiàn)象 從金屬表面逸出來的電子稱 為光電子 電子 2 愛因斯坦光子假說 光子 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 h 三 波粒二象性和原子光譜 波動性 粒子性 1 光的波粒二象性 大量實驗表明 光既有 又具 有 即光具有波粒二象性 不連續(xù) 2 原子光譜 原子處于一系列 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 一定頻率的光子 輻射 或吸收 的光子的能量是不連續(xù)的 四 物理學對人類文明的貢獻1 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 如原子能技術 激光技術 電子和信息技術等的創(chuàng)立 都是在物理學中經過長期的醞釀 在理論上和實驗上取得突破 繼而轉化為技術成果的 2 如果沒有1909年物理學的 粒子散射實驗和 的質能方程就不可能有今天核能的利用 愛因斯坦 3 18世紀得益于 和 的研究而發(fā)明了蒸汽機 帶領人們進入蒸汽機時代 19世紀以 的發(fā)明和 的應用為標志的電力技術革命 使人類社會全面進入了電氣化時代 屬于20世紀最偉大的科學成就之一的原子能技術 把人類社會帶進了原子時代 20世紀后期 和 又為人類創(chuàng)造了一個新時代 信息時代 牛頓力學 熱學 電機 電力 電子信息技術 通信技術 要點1 光電效應 1 光電效應實驗顯示 用微弱的紫光照射金屬表面能立即產生光電子 而用很強的紅光照射 無論照射的時間多長 也沒有光電子產生 2 光電效應實驗表明 光電效應的產生取決于光的頻率而與光的強度無關 3 光子說對光電效應的解釋 1 一個電子只能吸收一個光子 2 電子吸收光子的能量向外 運動 時 要克服金屬的束縛作用而消耗能量 叫做金屬的逸出功 3 吸收的光子能量要足夠克服金屬的束縛作用 電子才能夠發(fā)射出來 例1 如圖5 3 1所示 一靜電計與鋅板相連 在A處用一紫外燈照射鋅板 關燈后指針將保持一定偏角 圖5 3 1 1 現(xiàn)用一帶負電的金屬小球與鋅板接觸 則靜電計指針偏角將 選填 增大 減小 或 不變 2 使靜電計指針回到零 再用相同強度的鈉燈發(fā)出的黃光照射鋅板 靜電計指針無偏轉 那么 若改用強度更大的紅外線照射鋅板 可觀察到靜電計指針 選填 有 或 無 偏轉 解析 紫外線照射鋅板 鋅板發(fā)生光電效應 放出光電子 鋅板及與它連在一起的靜電計帶正電 帶負電小球與其接觸后 中和一部分正電荷 靜電計指針偏角減小 紅外線比黃光的頻率更低 更不可能發(fā)生光電效應 能否發(fā)生光電效應與入射光的強度無關 1 可見光的波長范圍為 380 780 10 9m 光子的能量 為h 則可見光光子的能量大約為 B A 0 1 6eVC 3 1 5 1eV B 1 6 3 1eVD 5 1 7 0eV 要點2 光的本性與原子光譜 1 光既具有粒子性又具有波動性 即光具有波粒二象性 2 原子光譜是一條條不連續(xù)的譜線 說明原子的能量是不連續(xù)的 是量子化的 例2 關于對光的本性的理解 下列說法正確的是 A 光是一種機械波B 光是一種電磁波C 光是一種粒子D 光具有波粒二象性解析 把光理解為機械波是錯誤的 而把光理解為電磁波 一種粒子又是片面的 大量的事實證明光既具有粒子性又具有波動性 即光具有波粒二象性 答案 D 2 原子光譜的發(fā)現(xiàn)說明 B A 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 所有物質的原子都是這樣的 光電效應產生的條件 例3 關于光電效應現(xiàn)象 下列說法正確的是 A 只要照射時間足夠長 任何金屬都能發(fā)射光電子B 只要光的強度足夠強 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D 光的強度越大 產生的光電子能量越大錯因 光電效應不能用經典物理學的觀點去解釋 它滿足自己特有的規(guī)律 為了解釋光電效應現(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現(xiàn)象 正解 光電效應的產生取決于光的頻率而與照射時間和光的強度無關 只有當入射光的頻率大于金屬的極限頻率時 才會發(fā)生光電效應 光電子的能量取決于光的頻率 與光的強度無關 答案 C 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全