高中物理 第五章 经典力学与物理学的革命 第3节 量子化现象课件 粤教版必修2.ppt

5 3量子化现象 1 黑体 如果一个物体能够吸收照射到它上面的全部辐射而无反射 这种物体就叫做黑体 2 黑体辐射 黑体的温度升高时可以辐射出任何频率的电磁波 包括可见光和不可见光 黑体辐射的实验规律无法用经典物理学的理论解释 一 黑体辐射 能量子假说的提出 3 能量子假说 所谓能量子就是能量的最小单元 微观领域里能量的变化总表现为电磁波的辐射与吸收 不同频率的电磁波其能量子的值不同 表达式为 e h 其中 是电磁波的频率 h是一个普遍适用的常量 称作普朗克常量 由实验测得h 6 63 10 34j s 4 能量的量子化在微观领域里能量的不连续变化 即只能取分立值的现象 叫做能量的量子化 普朗克的能量子假说不仅解决了黑体辐射的理论困难 而且揭开了物理学上崭新的篇章 实验 高压电源 锌板 铜网 弧光灯 灵敏电流计 紫光照射时电流计指针发生偏转 指针偏转 光电效应 1 定义 在光的照射下 物体表面发出电子的现象叫做光电效应 发射出来的电子叫光电子 一 光电效应 光电效应的规律 光电效应 1定义 在光的照射下 物体表面发出电子的现象叫做光电效应 发射出来的电子叫光电子 猜想 具备哪些条件才可能发发生光电效应规律 要发生与哪些因素有关 一 光电效应 1 与光的强度有关吗 2 与光的颜色即与光的频率有关吗 3 与光照射时间有关吗 4 与被照射的材料有关吗 2光电效应规律 1 光电效应的发生几乎是瞬时的 时间不超过10 9s 2 任何金属都有一个能产生光电效应的最低照射光频率 叫做极限频率 3 光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大 而与入射光强度无关 4 光电流强度与入射光的强度成正比 得出结论 光电效应的发生与否 与光的强弱无关 与照射时间的长短无关 与光的频率 金属材料的种类有关 思考 为什么说光的波动理论无法解释光电效应的规律 回想一下光的波动理论是怎样描述光的能量的呢 1 波动理论无法解释极限频率 2 光电子最大初动能的大小应与光强有关 与频率无关 波动理论在解释光电效应时的矛盾 3 弱光照射时应有能量积累过程 不应瞬时发生 光的波动理论在解释光电效应时遇到了巨大的困难 后来 爱因斯坦在普朗克量子化理论的启发下 提出了光子学说 普朗克 爱因斯坦 光子说 爱因斯坦在1905年提出 在空间中传播的光也不是连续的 而是一份一份的 每一份叫做一个光量子 简称光子 光子的能量和频率成正比 二 光的波粒二象性 光的本性的揭示 结论 光既具有波的特性又具有粒子的特性 这就是光的波粒二象性 在宏观上 大量光子传播往往表现为波动性 在微观上 个别光子在与其他物质产生作用时 往往表现为粒子性 1 光的干涉 衍射 偏振现象说明光具有波动性 2 光电效应现象说明光具有粒子性 三 原子光谱 原子能量的不连续 2 原子光谱的解释 原子只能处于一系列不连续的能量状态中 当原子从一种能量状态变化到另一能量状态时 辐射 或吸收 一定频率的光子 辐射 或吸收 的光子的能量是不连续的 1 经典理论与实验的矛盾 经典理论 能量是连续变化的 原子发光的光谱是连续谱 实验结论 原子发光的光谱是不连续的线状谱 原子光谱 结论 量子化现象是微观世界的普遍现象 这与