微观世界的量子化课件-高二上学期物理教科版

第三章

电磁场与电磁波初步第5节

微观世界的量子化光的本质是什么？1.了解光的波粒二象性2.了解能量子和能级的概念3.知道原子跃迁时吸收或辐射光子的能量17世纪明确形成了两大对立学说牛顿惠更斯微粒说波动说由于波动说没有数学基础以及牛顿在物理学界的崇高地位，得微粒说一直占上风19世纪初证明了波动说的正确性一、波粒二象性光的干涉光的衍射光的干涉和衍射实验表明，光是一种电磁波，具有波动性。干涉和衍射现象是波动特有的现象。19世界80年代，人们发现某些金属在光的照射下会带电爱因斯坦光子说：光的能量不是连续的，而是是一份一份的，每份为一个光子，光子能量，即证明了：光具有粒子性光既具有波动性，又具有粒子性，可以说光既是电磁波，也是光子流。人们把这种性质称为光的波粒二象性。1.光是具有“波粒二象性”的电磁性物质。2.波粒二象性是微观世界的共性。光的粒子性：1.与物质发生作用时,表现出粒子的性质2.少量或个别光子容易显示出粒子性3.频率较大时,易显示粒子性光的波动性：1.在传播时,表现出波的性质2.大量光子容易显示出波动性3.频率较小时,波长较大，易显示波动性光的粒子性和波动性是统一的，并不是独立存在的。正确理解波粒二象性二、能量量子化普朗克能量子假说：带电微粒吸收和辐射能量时，也是以这个最小能量值为单位一份一份地辐射和吸收的。在微观世界中能量是量子化的，或者说微观粒子的能量是分立的，这种现象叫能量的量子化。往酒精灯的火焰上撒一些食盐（氯化钠），会看到火焰的颜色变成黄色，这是金属钠原子发出的光。经光谱检验，它是两条分立的谱线，位于可见光的黄色部分。氢原子是最简单的原子，其光谱也最简单。从氢气放电管可以获得氢原子光谱。1900年底，普朗克作出了这样的大胆假设：能量的发射和吸收不是连续的，而是一份一份地进行。每一份的能量等于ε，称为能量子。普朗克（1）电子在不同轨道上运动时能量是不同的，轨道的量子化势必对应着能量的量子化，这些量子化的能量值叫作能级。（2）这些具有确定的能量稳定状态称为定态；（3）能量最低的状态叫作基态；（4）原子只能处在一系列不连续的能量状态中。1.能量量子化分立轨道1

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4E4E3E2E1定态跃迁E4E3E2E1（1）跃迁：原子由一个能量态变为另一个能量态的过程称为跃迁。（2）电子从高能级向低能级跃迁：库仑力做正功，减小电势能，原子的能量减少，要辐射出能量，这一能量以光子的形式放出。（3）电子从低能级向高能级跃迁：电子克服库仑引力做功，增大电势能，原子的能量增加，要吸收能量。2.跃迁12345

n-13.6-3.4-1.51-0.850E/eV氢原子的光谱3→24→25→26→21.关于对光的本性的认识，下列说法中正确的是（）A．牛顿的微粒说与爱因斯坦的光子说没有本质的区别B．惠更斯的波动说与麦克斯韦电磁说没有本质的区别C．麦克斯韦的电磁说与爱因斯坦的光子说说明光具有波粒二象性D．牛顿的微粒说与惠更斯的波动说第一次揭示了光具有波粒二象性C

2.关于光子说的基本内容有以下几点，不正确的是（

）A.在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫一个光子B.光是具有质量、能量和体积的物质微粒子C.光子的能量跟它的频率成正比D.光子客观并不存在，而是人为假设的

B3.氢原子的核外电子从距核较近的轨道跃迁到距核较远的轨道的过程中(

)A．电子的动能增大，原子的电势能增大，原子的能量增