高中物理 量子世界课件 鲁科版必修2.ppt

第2节量子世界 1 知道热辐射和黑体 2 了解普朗克的量子假说 黑体辐射公式及含义 3 知道物质的波粒二象性 物体在任何温度下都在发射各种波长的电磁波 这种由于物体中的分子 原子受到激发而发射电磁波的现象称为热辐射 所辐射电磁波的特征与温度有关 固体在温度升高时颜色的变化 1400 k 800 k 1000 k 1200 k 热辐射现象 直觉 低温物体发出的是红外光炽热物体发出的是可见光高温物体发出的是紫外光注意 热辐射与温度有关激光 日光灯发光不是热辐射 黑体辐射 能够完全吸收热辐射而不反射热辐射的物体 黑体辐射 1 温度越高 辐射能越大 黑体 2 与最大辐射能对应的波长向短波方向移动 能全部吸收各种波长的辐射能而不发生反射 折射和透射的物体称为绝对黑体 简称黑体 不透明的材料制成带小孔的的空腔 可近似看作黑体 黑体模型 研究黑体辐射的规律是了解一般物体热辐射性质的基础 瑞利 金斯在理论上计算出随着波长变短 即向紫外区域延伸时 结果导致辐射能量无限大 与实验结果恰恰相反 史称 紫外灾难 黑体辐射实验规律 普朗克的量子假说认为 物质辐射的能量是一份一份的 就像物体是由一个一个原子构成的一样 一份能量就是一个量子 大小取决于波长 与频率成正比 是普适常数6 63 10 34j s 是频率 经典物理学认为 能量是连续的 人们认为光有两种属性 波动性和粒子性 光是电磁波 具有波动性 什么是粒子性 牛顿是光的微粒说的创始人 认为光是高速运动的粒子流可以解释光的反射 光的颜色等 18世纪被大多数人认可 但却不能解释光的干涉 衍射等 光是什么 19世纪60年代 英国物理学家麦克斯韦又提出光是一种电磁波 即光的波动说 可以解释光的干涉 衍射等 到19世纪 波动说就取代了微粒说 得到大多数人的认可 物质的波粒二象性 但20世纪初 光电效应的出现 人们发现电磁波又没办法解释这一现象 这时爱因斯坦意识到普朗克量子假设的意义 即能量是量子化的 提出了光量子假设 爱因斯坦认为 光是不连续的 分成许多单元 具有一定的量 这些单元就称为光量子 即光也是一份一份的 光量子即光子 光具有波粒二象性 光在一定条件下 突出地表现为微粒性 实质是不连续的 而在另一些条件下 又突出地表现为波动性 法国物理学家德布罗意通过研究 意识到既然光具有波粒二象性 那么质量不为零的物质粒子 如电子 也应具有波动性 提出了物质波理论 每个物质的粒子都伴随着波 这种波就叫做物质波 又称为概率波 德布罗意物质波理论揭示了物质 包括光和电子 的统一性 例1 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 解析 选c 光具有波粒二象性 即具有波动性和粒子性 a错误 光子不是实物粒子 电子为实物粒子 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波动性 d错误 1 关于黑体辐射的实验规律正确的有 a 随着温度的升高 各种波长的辐射强度都有增加b 随着温度的升高 辐射强度的极大值向波长较长的方向移动c 黑体辐射的强度与波长无关d 黑体辐射无任何实验 解析 选a 黑体辐射的规律为随着温度的升高各种波长的辐射强度都有增加 同时辐射强度的极大值向波长较短的方向移动 a正确 b错 黑体辐射的强度与波长 温度都有关系 c错 我们可以通过实验得出黑体辐射强度与波长 温度之间关系的实验曲线 d错 2 下列关于物质波的认识 正确的是 a 任何一个物体都有一种波和它对应 这就是物质波b x光的衍射证实了物质波的假设是正确的c 电子的衍射证实了物质波的假设是正确的d 物质波是一种概率波 解析 选a c d 由德布罗意波的定义可知 任何一个运动的物体都有一种波与它对应 德布罗意波 即物质波 是一种概率波 电子的运动是绝对的 电子的衍射证实了物质波的存在 故a c d对 3 下列说法正确的是 a 光与静止质量不为零的物质都具有波粒二象性b 物质波是概率波c 康普顿效应证明光具有波动性d 电子的衍射现象证明物质波的假设是正确的 解析 选a b d 因为任何物质均具有波粒二象性 a正确 物质波又称概率波 b正确 康普顿效应证明光具有粒子性 而不是证明光具有波动性 c错误 电子的衍射现象证明了实物粒子也具有波动性即物质波的存在 d正确 4 国家863计划中的一个重点基础项目所研究的x光激光 频率范围很窄的高强度x射线 有着广泛的应用前景 用x光激光给细胞 照相 主要利用x光激光的哪个特点 a 杀菌作用b 化学作用c 波长短d 粒子性 解析 选c 物质的波粒二象性已被应用于实践 人的眼睛无法辨别大小在微米以下的物体 要想看到这样小的物体 必须应用波长比物体的尺寸更短的光 即波长越短 能够看清的东西就越小 原因在于不易发生光的衍射现象 使看到的物体不模糊 能够分辨清楚 由于细胞很小 肉眼无法看到 而x光的波长很短 小于细胞的尺寸 给细胞 照相 易形成清晰的图像 因此是利用了x光的波长很短的特点 故c项正确 物体在任何温度下都在发射各种波长的电磁波 这种由于物体中的分子 原子受到激发而发射电磁波的现象称为热辐射 所辐射电磁波的特征与温度有关 热辐射现象 黑体辐射 能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体 黑体辐射 1 温度越高 辐射能越大 黑体 2 与