粤教版必修2 第五章 34 量子化现象　物理学——人类文明进步的阶梯 学案.docx

学案3量子化现象学案4物理学人类文明进步的阶梯学习目标定位1.初步了解微观世界中的量子化现象知道量子论的主要内容.2.了解光电效应、原子能量的不连续性及光的波粒二象性.3.知道量子论的建立对人类认识世界和科技发展的重要影响.4.了解物理学对人类文明进步的影响一、量子化现象1黑体辐射：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，这种物体就称为黑体黑体辐射是指黑体发出的电磁辐射2光电效应：当用一些波长较短的光照射金属表面时，金属便有电子逸出，这种现象称为光电效应从金属表面逸出的电子称为光电子光电效应的产生与否取决于光的频率而与光的强度无关3光的波粒二象性：大量的实验事实表明，光既具有波动性又具有粒子性，也就是光具有波粒二象性4原子光谱：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种能量状态时，辐射(或吸收)一定频率的光子，辐射(或吸收)光子的能量是不连续的二、物理学与现代技术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，如原子能技术、激光技术、电子和信息技术等的创立，都是在物理学中经过了长期的酝酿，在理论上和实验上取得突破，继而转化为技术成果的.一、黑体辐射：能量子假说的提出1黑体及黑体辐射：黑体是能够吸收照射到它上面的全部辐射而无反射的物体，黑体辐射是指黑体发出的电磁辐射2经典物理学的困难：应用经典物理学的连续性观念，进行的理论分析与黑体辐射实验结果不相符合3能量子假说：物质发射(或吸收)能量时，能量不是连续的，而是一份一份地进行的每一份就是一个最小的能量单位，称为“能量子”能量子的能量h，为辐射的频率，h为普朗克常量实验测得h6.631034 js.4能量的量子化：在微观领域中能量的不连续变化，即只能取分立值的现象二、光子说：对光电效应的解释爱因斯坦提出光子说(1)爱因斯坦为解释光电效应现象，在1905年把普朗克的能量子假说进行了拓展，提出了光子说，其内容为：在空间传播的光也是不连续的，是一份一份的，每一份叫做一个光子，每个光子的能量为h.(2)光电效应现象及实验规律：光电效应指波长较短的光照射金属表面时，金属便有电子逸出的现象实验表明：光电效应的产生与否取决于光的频率而与光的强度无关(3)经典物理学的困难：经典理论中“光的波动说”认为光是一种波，它的能量是连续的，与光的强度有关，而与光的频率无关，但这无法解释光电效应现象(4)光子说及其对光电效应的解释：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，称为光量子，也叫“光子”，光子能量h.光子照到金属上时，能量被金属中的某个电子吸收，若光子能量足够大，电子就能摆脱金属离子的束缚，成为光电子，而光子能量取决于频率而非光强，所以光电效应产生与否取决于光的频率三、光的波粒二象性：光的本性揭示1光具有波动和粒子的双重性质，这种性质便被称为光的波粒二象性2光具有波粒二象性，这是微观世界具有的特殊规律，理解时需注意以下几点：(1)既不可把光当成宏观观念中的波，也不可把光当成宏观观念中的粒子(2)大量光子产生的效果往往显示出波动性，少量光子产生的效果往往显示出粒子性(3)频率越低(波长越长)的光波动性越明显，越容易看到光的干涉和衍射现象；频率越高(波长越短)的光粒子性越明显，贯穿本领越强(4)光在传播过程中往往显示出波动性，在与物质作用时往往显示出粒子性四、原子光谱：原子能量的不连续1连续谱：从红到紫连续分布的光谱叫连续谱2线状谱：在黑暗的背景上只有几条发亮的光谱线，这样的光谱叫线状谱3氢原子发光的光谱是线状谱，是由一系列不连续的亮线组成4氢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种能量状态时，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一、对量子理论的初步认识例1(双选)关子量子假说，下列说法正确的是()a为了解决黑体辐射的理论困难，爱因斯坦提出了量子假说b量子假说第一次得出了不连续的概念c能量的量子化就是能的不连续化d量子假说认为电磁波在空间中的传播是不连续的解析普朗克提出了量子假说，认为电磁波发射和吸收都不是连续的，是一份一份进行的，它不但解决了黑体辐射的理论困难，更重要的是提出了“量子”概念，揭开了物理学崭新的一页，选项b、c正确答案bc二、对光的波粒二象性的了解例2(单选)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，电子是实物粒子，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错误答案c量子化现象1(对量子力学的认识)(单选)关于经典力学和量子力学，下面说法中正确的是()a不论是对宏观物体，还是微观粒子，经典力学和量子力学都是适用的b量子力学适用于宏观物体的运动，经典力学适用于微观粒子的运动c经典力学适用于宏观物体的运动，量子力学适用于微观粒子的运动d上述说法都是错误的答案c解析经典力学适用于宏观物体的低速运动，量子力学适用于微观粒子的高速运动，故选项c正确2(对光电效应的认识)(单选)某单色光照射金属时不会产生光电效应，下列措施中可能使该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答案c解析要产生光电效应，入射光的频率必须大于该金属的极限频率，波长越短的光频率越高，当高于极限频率时就能产生光电效应，故c正确3(对光的波粒二象性的认识)(单选)对光的认识，以下说法不正确的是()a个别光子的行为表现为粒子性，大量光子的行为表现为波动性b光的波动性是光子本身的一种属性，不是光子之间的相互作用引起的c光表现出波动性时，就不具有粒子性了，光表现出粒子性时，就不具有波动性了d光的波粒二象性应理解为：在某种场合下光的波动性表现明显，在另外某种场合下，光的粒子性表现明显答案c解析个别光子的行为表现为粒子性，大量光子的行为表现为波动性；光与物质相互作用，表现为粒子性，光的传播表现为波动性，光的波动性与粒子性都是光的本质属性，因为波动性表现为粒子分布概率，光的粒子性表现明显时仍具有波动性，因为大量粒子的个别行为呈现出波动规律.题组一对量子论的认识1(双选)下列说法正确的是()a黑体看上去是黑的，因此称为黑体b德国物理学家普朗克提出了能量量子化假说，解决了黑体辐射的理论困难，揭开了物理学崭新的一页c所谓量子或量子化，本质是不连续的，普朗克常量是微观现象量子特性的表征d在宏观世界里，量子化是非常显著的答案bc2(单选)关于黑体辐射，下列说法不正确的是()a黑体辐射的规律，无法用经典物理学理论正确解释b普朗克引入量子化观点解释了黑体辐射的规律c黑体辐射说明经典物理中关于能量的观点是错误的d量子化观点的成功反映了微观领域与宏观世界具有不同的规律答案c解析由于黑体辐射规律与经典物理的矛盾，引发了科学家们的思考，最终产生了量子论，a、b两项的说法正确量子力学的建立，并不是对经典力学的否定因为在宏观物体的运动中，量子现象并不显著，经典力学仍然适用故c错误，d正确题组二对光电效应的认识3(双选)光电效应的实验结论是：对于某种金属()a无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应b无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应c超过极限频率的入射光强度越弱，所产生的光电子的最大初动能就越小d超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大答案ad解析根据光电效应规律可知，选项a正确；根据光电效应方程mvhw0知，频率越高，光电子的最大初动能就越大，选项d正确4(双选)在光电效应实验中，下列结果正确的是()a如果入射光比较弱，只有照射的时间足够长，才会产生光电效应b当入射光的频率增大为原来的两倍时，光电子的最大初动能也增大为原来的两倍c当入射光的波长增大为原来的两倍时，可能不产生光电效应d在能发生光电效应的条件下当入射光的强度增大为原来的两倍时，单位时间发射光电子的数量也增大为原来的两倍答案cd解析如果入射光的频率比极限频率低，那么无论光多么强，照射时间多么长，都不会产生光电效应，而如果入射光的频率高于极限频率，即使光不强，也会产生光电效应，a错；在光电效应中每秒从金属发射的光电子数与入射光强成正比，d正确；入射光的频率增大时，从金属逸出的光电子的初动能也增大，但两者不是简单的正比关系，b错；当入射光的波长增大为原来的两倍时，其频率减为原来的，如果已低于金属材料的极限频率，就不会产生光电效应5(双选)当用一束紫外线照射装在原来不带电的验电器金属球上的锌板时，发生了光电效应，这时发生的现象是()a验电器内的金属箔带正电b有电子从锌板上飞出来c有正离子从锌板上飞出来d锌板吸收空气中的正离子答案ab解析发生光电效应时，是锌板上的电子吸收了光子获得能量逸出，因而锌板和与它连在一起的金属球还有金属箔都带正电题组三对光的波粒二象性及原子光谱的认识6(单选)对于光的认识，下列说法不正确的是()a在空间传播的光不是连续的，而是一份一份的b光既具有波动性又具有粒子性c当具有波动性时就不具有粒子性，反之亦然d光不但是一种波，而且是一种电磁波答案c7(双选)下列说法中正确的是()a光的干涉和衍射现象说明光具有波动性b光的频率越大，波长越长c光的波长越长，光子的能量越大d光在真空中的传播速度为3108 m/s答案ad解析光既具有波动性又具有粒子性，a正确由v知b错由爱因斯坦光子理论h，v，知波长越长，光频率越小，光子能量越小，c错任何光在真空中传播速度均为3108 m/s，d正确8