物理选修3-5内容精编

这两朵乌云是指什么呢？黑体辐射实验迈克尔逊-莫雷实验

后来的事实证明，正是这两朵乌云发展成为一埸革命的风暴，乌云落地化为一埸春雨，浇灌着两朵鲜花。热辐射强度按波长(频率)的分布和温度有关，

温度短波长的电磁波的比例。任何物体（气、液、固）在任何温度下，都会有热辐射。热辐射波谱是连续谱，各种波长(频率)都有，但是强度不同。

固体或液体，在任何温度下都在辐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1400K800K1000K1200K

例如：铁块温度从看不出发光到暗红到橙色到黄白色一、热辐射现象

思考与讨论：一座建设中的楼房还没安装窗子，尽管室内已经粉刷，如果从远处看窗内，你会发现什么？为什么？二、黑体与黑体辐射

物体表面能够吸收和反射外界射来的电磁波。如果一个物体在任何温度下，对任何波长的电磁波都完全吸收，而不反射与透射，则称这种物体为绝对黑体，简称黑体。不透明材料制成的带小孔的空腔。三、黑体辐射的实验规律研究黑体辐射的规律是了解一般物体热辐射性质的基础。

1、测量黑体辐射的实验原理图：加热空腔使其温度升高，空腔就成了不同温度下的黑体。。2、辐射强度：

单位时间内从物体单位面积上所发射的各种波长的总辐射能，称为辐射强度。发现：随温度的升高①各种波长的辐射强度都在增加；②绝对黑体的温度升高时，辐射强度的最大值向短波方向移动辐射强度维恩线瑞利--金斯线紫外灾难o实验值/μm123456783、经典物理学所遇到的困难——解释实验曲线一朵令人不安的乌云1）维恩的半经验公式：短波符合；长波不符合2）瑞利----金斯公式：长波符合；短波荒唐----紫外灾难普朗克能量子假说辐射物体中包含大量振动着的带电微粒，它们的能量是某一最小能量的整数倍

E=nε

n=1,2,…ε叫能量子，简称量子，n为量子数，它只取正整数——能量量子化谐振子只能一份一份按不连续方式辐射或吸收能量

对于频率为

的谐振子，最小能量为：

ε=h

h=6.62610-34J·s

——普朗克常量

四、能量子：超越牛顿的发现用弧光灯照射擦得很亮的锌板，(注意用导线与不带电的验电器相连），使验电器张角增大到约为30度时，再用与丝绸磨擦过的玻璃棒去靠近锌板，则验电器的指针张角会变大。一、光电效应现象表明锌板在射线照射下失去电子而带正电1.什么是光电效应

当光线照射在金属表面时，金属中有电子逸出的现象，称为光电效应。逸出的电子称为光电子。一.光电效应的实验规律光电子定向移动形成的电流叫光电流一.光电效应的实验规律2.光电效应实验规律（1）存在饱和电流实验表明：入射光越强，饱和电流越大，单位时间内发射的光电子数越多。阳极阴极IIsUaOU黄光（强）黄光（弱）光电效应伏安特性曲线遏止电压饱和电流一.光电效应的实验规律蓝光Ub(2)存在遏止电压和截止频率阳极阴极实验表明:对于一定颜色(频率)的光,无论光的强弱如何,遏止电压是一样的.光的频率改变是，遏止电压也会改变。一.光电效应的实验规律(2)存在遏止电压和截止频率a.存在遏止电压UC光电子的最大初动能只与入射光的频率有关，与入射光的强弱无关。阳极阴极只要入射光频率大于被照金属的极限频率，电流表指针就立即偏转。光电子发射所经过的时间不超过10－9秒光电效应在极短的时间内完成一.光电效应的实验规律(3)具有瞬时性阳极阴极1.光子：光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为ν的光的能量子为hν。这些能量子后来被称为光子。爱因斯坦的光子说爱因斯坦从普朗克的能量子说中得到了启发，他提出：三.爱因斯坦的光量子假设2.爱因斯坦的光电效应方程1.光子：或——光电子最大初动能

——金属的逸出功

W0一个电子吸收一个光子的能量hν后，一部分能量用来克服金属的逸出功W0，剩下的表现为逸出后电子的初动能Ek，即：三.爱因斯坦的光量子假设3.光子说对光电效应的解释①爱因斯坦方程表明，光电子的初动能Ek与入射光的频率成线性关系，与光强无关。只有当hν>W0时，才有光电子逸出，就是光电效应的截止频率。②电子一次性吸收光子的全部能量，不需要积累能量的时间，光电流自然几乎是瞬时发生的。③光强较大时，包含的光子数较多，照射金属时产生的光电子多，因而饱和电流大。三.爱因斯坦的光量子假设当入射光频率分别为ν1、ν2时，测出遏止电压U1、U2，由爱因斯坦光电效应方程可得联立上两式，解得其中e为电子的电量，测出U1与U2就可测出普朗克常量光的粒子性一、光电效应的基本规律小结1.光电效应现象2.光电效应实验规律①对于任何一种金属，都有一个极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率，才能发生光电效应，低于这个频率就不能发生光电效应；②当入射光的频率大于极限频率时，光电流的强度与入射光的强度成正比；③光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随着入射光的频率增大而增大；④入射光照到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过10-9秒.

德布罗意波波粒二象性1、德布罗意波（物质波）

De.Broglie1923年发表了题为“波和粒子”的论文，提出了物质波的概念。

他认为，“整个世纪以来（指19世纪）在光学中比起波动的研究方法来，如果说是过于忽视了粒子的研究方法的话，那末在实物的理论中，是否发生了相反的错误呢？是不是我们把粒子的图象想得太多，而过分忽略了波的图象呢”德布罗意的思维逻辑德布罗意1892-1987实物粒子也具有波动性利用类比的想法，提出物质波概念与实物粒子相联系的波称为德布罗意波，或叫物质波。预言：电子通过一个小孔或晶体时会形成衍射条纹。

一个质量为m的实物粒子以速率v运动时，即具有以能量E和动量P所描述的粒子性，同时也具有以频率和波长描述的波动性。德布罗意关系如速度v=5.0102m/s飞行的子弹，质量为m=10-2Kg，对应的德布罗意波长为：如电子m=9.110-31Kg，速度v=5.0107m/s,对应的德布罗意波长为：太小测不到！X射线波段电子衍射X光衍射频率低波长长的光波动性较明显频率高波长短的光粒子性较明显光具有波粒二象性课堂小结光的波粒二象性双缝干涉实验曝光量很少——胶片上是一些不规则的分布的点子——粒子性曝光很大——胶片上出现明暗相间的条纹——波动性光波是概率波——