高一物理總復(fù)習(xí)課件 5.3 量子化現(xiàn)象 （粵教必修2）

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歡迎進(jìn)入物理課堂 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 核心要點(diǎn)突破 課堂互動(dòng)講練 知能優(yōu)化訓(xùn)練 課前自主學(xué)案 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 課標(biāo)定位 課標(biāo)定位學(xué)習(xí)目標(biāo) 1 了解黑體輻射現(xiàn)象 2 了解光子說和光電效應(yīng)規(guī)律 3 了解光的波粒二象性 4 了解原子發(fā)光機(jī)理 重點(diǎn)難點(diǎn) 光電效應(yīng)規(guī)律以及光子說對(duì)光電效應(yīng)規(guī)律的解釋 課前自主學(xué)案 一 黑體輻射 能量子假說的提出1 黑體輻射 1 黑體 如果一個(gè)物體能夠吸收照射到它上面的 而無反射 這種物體就是黑體 2 黑體輻射 黑體發(fā)出的電磁輻射 全部輻射 2 能量子假說 1 能量子 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 含義 物質(zhì)發(fā)射 或吸收 能量時(shí) 能量不是 而是 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 連續(xù)的 一份一份 能量子的能量 即能量子的能量在數(shù)值上等于輻射的頻率 和一個(gè)常數(shù)h的乘積 h是普朗克常量 h 6 63 10 34J s 2 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 的現(xiàn)象 h 分立值 二 光子說 對(duì)光電效應(yīng)的解釋1 光子說概述 愛因斯坦于 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E h 為光的頻率 h為普朗克常量 1905 2 光電效應(yīng)定義 當(dāng)紫外線這一類波長較短的光照射金屬表面時(shí) 金屬便有 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 3 光子說對(duì)光電效應(yīng)的解釋 1 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 電子能克服原子核對(duì)它的束縛 離開金屬表面 成為光電子 2 光電效應(yīng)現(xiàn)象說明光具有 電子 光電子 粒子性 三 光的波粒二象性 光的本性揭示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 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 光既具有波動(dòng)性又具有粒子性 也就是光具有 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 粒子性 波動(dòng)性 波粒二象性 四 原子光譜 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 的亮線組成的 2 原子光譜的解釋 1 原子只能處于一系列 的能量狀態(tài)中 不連續(xù) 線狀譜 不連續(xù) 2 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 的 五 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 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 不連續(xù) 自然科學(xué) 六 物理學(xué)與現(xiàn)代技術(shù) 人類文明進(jìn)步的推動(dòng)力物理學(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 都是在物理學(xué)中經(jīng)過了長期的醞釀 在 和 取得突破 繼而轉(zhuǎn)化為技術(shù)成果的 理論上 實(shí)驗(yàn)上 核心要點(diǎn)突破 光電效應(yīng)的理解1 光電效應(yīng)的規(guī)律每一種金屬都有發(fā)生光電效應(yīng)的極限頻率 0 入射光的頻率必須大于這個(gè)極限頻率才能產(chǎn)生光電效應(yīng) 光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無關(guān) 只隨入射光頻率的增大而增大 當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時(shí) 光電流與入射光強(qiáng)度成正比 從光照射到物體至發(fā)射出光電子的時(shí)間幾乎是瞬時(shí)的 一般不超過10 9s 2 光電效應(yīng)的解釋愛因斯坦于1905年提出光子說 光在空間的傳播不是連續(xù)的 而是一份一份的 每一份叫做一個(gè)光子 一個(gè)光子的能量為E h 為光的頻率 普朗克常量h 6 63 10 34J s 光子具有動(dòng)量和能量 光子說對(duì)光電效應(yīng)的解釋 當(dāng)光子照射到金屬上時(shí) 它的能量可以被金屬中的某個(gè)電子全部吸收 電子吸收光子的能量后 動(dòng)能立刻就增加了 不需要積累能量的過程 如果電子的動(dòng)能足夠大 能夠克服內(nèi)部原子核對(duì)它的引力 就可以離開金屬表面逃逸出來 成為光電子 特別提醒 光電效應(yīng)的實(shí)質(zhì) 光現(xiàn)象轉(zhuǎn)化為電現(xiàn)象 光電效應(yīng)表明光具有粒子性 光子說能很好地解釋光電效應(yīng)現(xiàn)象 進(jìn)一步表明微觀世界中的量子化 即時(shí)應(yīng)用 即時(shí)突破 小試牛刀 單選 某單色光照射某金屬時(shí)不能產(chǎn)生光電效應(yīng) 則下列措施中可能使金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的是 A 延長光照時(shí)間B 增大光的強(qiáng)度C 換用波長較短的光照射D 換用頻率較低的光照射解析 選C 能否產(chǎn)生光電效應(yīng) 取決于入射光的頻率是否大于該金屬的極限頻率 課堂互動(dòng)講練 雙選 光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)的裝置如圖5 3 1所示 則下面說法中正確的是 圖5 3 1 A 用紫外光照射鋅板 驗(yàn)電器指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)B 用紅外光照射鋅板 驗(yàn)電器指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)C 鋅板帶的是負(fù)電荷D 使驗(yàn)電器指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的是正電荷 精講精析 用紫外線照射連接靈敏驗(yàn)電器的鋅板 驗(yàn)電器的指針會(huì)張開一個(gè)角度 進(jìn)一步驗(yàn)證知道鋅板帶的是正電 這是由于在紫外線照射下 鋅板中有一部分自由電子從表面飛出去 鋅板缺少電子 于是帶正電 驗(yàn)電器與鋅板相連 驗(yàn)電器也帶正電 所以選項(xiàng)A D正確 答案 AD 方法總結(jié) 正確認(rèn)識(shí)光電效應(yīng)現(xiàn)象發(fā)生的機(jī)理 熟記光電效應(yīng)規(guī)律是解決光電效應(yīng)問題的關(guān)鍵 單選 下列有關(guān)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(dòng)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 精講精析 一切光都具有波粒二象性 光的有些行為 如干涉 衍射 表現(xiàn)出波動(dòng)性 光的有些行為 如光電效應(yīng) 表現(xiàn)出粒子性 所以 不能說有的光是波 有的光是粒子 雖然光子與電子都是微觀粒子 都具有波粒二象性 但電子是實(shí)物粒子 有靜止質(zhì)量 光子不是實(shí)物粒子 沒有靜止質(zhì)量 電子是以實(shí)物形式存在的物質(zhì) 光子是以場形式存在的物質(zhì) 所以 不能說光子與電子是同樣的一種粒子 光的波粒二象性的理論和實(shí)驗(yàn)表明 大量光子的行為表現(xiàn)出波動(dòng)性 個(gè)別光子的行為表現(xiàn)出粒子性 光的波長越長 衍射性越好 即波動(dòng)性越顯著 光的波長越短 其光子能量越大 個(gè)別或少數(shù)光子的作用就足以引起光接收裝置的反應(yīng) 所以其粒子性就很顯著 綜上所述 本題正確答案為選項(xiàng)C 答案 C 方法總結(jié) 把微粒與波對(duì)立是由于人們對(duì)自然界認(rèn)識(shí)的局限 現(xiàn)代物理學(xué)對(duì)自然的認(rèn)識(shí) 已經(jīng)打破了這種局限 光既是波又是粒子 只是在不同環(huán)境條件下 它們顯現(xiàn)的程度不同 本部分內(nèi)容講解結(jié)束 按ESC鍵退出全屏播放 謝謝使用 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全