高中物理 5.3量子化现象课件 粤教版必修2.ppt

第三节量子化现象第四节物理学 人类文明进步的阶梯 核心要点突破 课堂互动讲练 知能优化训练 课前自主学案 第三节量子化现象第四节物理学 人类文明进步的阶梯 课标定位 课标定位学习目标 1 了解黑体辐射现象 2 了解光子说和光电效应规律 3 了解光的波粒二象性 4 了解原子发光机理 重点难点 光电效应规律以及光子说对光电效应规律的解释 课前自主学案 一 黑体辐射 能量子假说的提出1 黑体辐射 1 黑体 如果一个物体能够吸收照射到它上面的 而无反射 这种物体就是黑体 2 黑体辐射 黑体发出的电磁辐射 全部辐射 2 能量子假说 1 能量子 提出的目的 普朗克为了克服经典物理学对黑体辐射现象解释的困难而提出的 含义 物质发射 或吸收 能量时 能量不是 而是 地进行的 每一份就是一个最小的能量单位 这个不可再分的最小的能量单位称为 能量子 连续的 一份一份 能量子的能量 即能量子的能量在数值上等于辐射的频率 和一个常数h的乘积 h是普朗克常量 h 6 63 10 34j s 2 能量的量子化是指在微观领域中能量的不连续变化 即只能取 的现象 h 分立值 二 光子说 对光电效应的解释1 光子说概述 爱因斯坦于 年提出光子说 光在传播过程中 也是不连续的 它由数值分立的能量子组成 爱因斯坦称这些能量子为光量子 也称为 光子 一个光子的能量为e h 为光的频率 h为普朗克常量 1905 2 光电效应定义 当紫外线这一类波长较短的光照射金属表面时 金属便有 逸出 这种现象称为光电效应 从金属表面逸出的电子称为 3 光子说对光电效应的解释 1 光照射到金属表面上 一个光子的能量被金属中某个电子吸收 电子吸收光子后 能量增加 若能量足够大 电子能克服原子核对它的束缚 离开金属表面 成为光电子 2 光电效应现象说明光具有 电子 光电子 粒子性 三 光的波粒二象性 光的本性揭示1 爱因斯坦的光子说成功地解释了光电效应 说明光具有 而在此之前 人们所观察到光的干涉 衍射 偏振等实验事实 清楚地显示光具有 光既具有波动性又具有粒子性 也就是光具有 2 在宏观上大量光子表现为波动性 在微观上个别光子与其他物质产生作用时往往表现为粒子性 即光具有波粒二象性 波粒二象性揭示了光的本性 粒子性 波动性 波粒二象性 四 原子光谱 原子能量的不连续1 原子光谱按照经典理论 能量是连续变化的 由此氢原子发光的光谱就应该是包含一切频率的连续谱 而事实上氢原子光谱是由一系列 的亮线组成的 2 原子光谱的解释 1 原子只能处于一系列 的能量状态中 不连续 线状谱 不连续 2 当原子从一种能量状态变化到另一种能量状态时 会辐射 或吸收 一定频率的光子 所辐射 或吸收 的光子的能量是 的 五 物理学与自然科学 人类文明进步的基石物理学是 的基础之一 物理学的研究成果和研究方法 在自然科学的各个领域都起着重要的作用 不连续 自然科学 六 物理学与现代技术 人类文明进步的推动力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 都是在物理学中经过了长期的酝酿 在 和 取得突破 继而转化为技术成果的 理论上 实验上 核心要点突破 光电效应的理解1 光电效应的规律每一种金属都有发生光电效应的极限频率 0 入射光的频率必须大于这个极限频率才能产生光电效应 光电子的最大初动能与入射光的强度无关 只随入射光频率的增大而增大 当入射光的频率大于极限频率时 光电流与入射光强度成正比 从光照射到物体至发射出光电子的时间几乎是瞬时的 一般不超过10 9s 2 光电效应的解释爱因斯坦于1905年提出光子说 光在空间的传播不是连续的 而是一份一份的 每一份叫做一个光子 一个光子的能量为e h 为光的频率 普朗克常量h 6 63 10 34j s 光子具有动量和能量 光子说对光电效应的解释 当光子照射到金属上时 它的能量可以被金属中的某个电子全部吸收 电子吸收光子的能量后 动能立刻就增加了 不需要积累能量的过程 如果电子的动能足够大 能够克服内部原子核对它的引力 就可以离开金属表面逃逸出来 成为光电子 特别提醒 光电效应的实质 光现象转化为电现象 光电效应表明光具有粒子性 光子说能很好地解释光电效应现象 进一步表明微观世界中的量子化 即时应用 即时突破 小试牛刀 单选 某单色光照射某金属时不能产生光电效应 则下列措施中可能使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解析 选c 能否产生光电效应 取决于入射光的频率是否大于该金属的极限频率 课堂互动讲练 双选 光电效应实验的装置如图5 3 1所示 则下面说法中正确的是 图5 3 1 a 用紫外光照射锌板 验电器指针会发生偏转b 用红外光照射锌板 验电器指针会发生偏转c 锌板带的是负电荷d 使验电器指针发生偏转的是正电荷 精讲精析 用紫外线照射连接灵敏验电器的锌板 验电器的指针会张开一个角度 进一步验证知道锌板带的是正电 这是由于在紫外线照射下 锌板中有一部分自由电子从表面飞出去 锌板缺少电子 于是带正电 验电器与锌板相连 验电器也带正电 所以选项a d正确 答案 ad 方法总结 正确认识光电效应现象发生的机理 熟记光电效应规律是解决光电效应问题的关键 单选 下列有关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 精讲精析 一切光都具有波粒二象性 光的有些行为 如干涉 衍射 表现出波动性 光的有些行为 如光电效应 表现出粒子性 所以 不能说有的光是波 有的光是粒子 虽然光子与电子都是微观粒子 都具有波粒二象性 但电子是实物粒子 有静止质量 光子不是实物粒子 没有静止质量 电子是以实物形式存在的物质 光子是以场形式存在的物质 所以 不能说光子与电子是同样的一种粒子 光的波粒二象性的理论和实验表明 大量光子的行为表现出波动性 个别光子的行为表现出粒子性 光的波长越长 衍射性越好 即波动性越显著 光的波长越短 其光子能量越大 个别或少数光子的作用就足以引起光接收装置的反应 所以其