高中物理第五章经典力学与物理学革命第三节量子化现象第四节物理学__人类文明进步的阶梯课件粤教版必修2

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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， 这一物体就称为黑体.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 效应的产生取决于光的 频率 而与光的 强度 无关.
第三节 量子化现象
第五章
第四节 物理学——人类文明进步的阶梯
知识目标
核心素养
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.
1.知道量子论的建立对人类认识世界和 科学发展的重要影响. 2.了解物理学对人类文明进步的影响.
内容索引
答案 4.5×1021个
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答案
针对训练 (多选)关于量子假说，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，认为物质发射和吸收能量时，能量不是 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.
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.
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答案
二、对光电效应的理解
1.光子说：爱因斯坦认为，光在传播过程中，是不连续的，它由数值分立 的能量子组成，这些能量子叫光量子，也称“光子”，光就是以光速c运 动着的光子流，每个光子的能量E＝hν＝h cλ. 2.用光子说解释光电效应的规律：当光子照射到金属表面上时，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 增加，不需要积累能量的过程.这就是光电效应的发生用时极短的原因.只 有能量足够大，即频率ν足够大的光子照射在金属上，才能使电子获得足 够大的动能，克服金属原子核对它的束缚从金属表面飞离出来成为光电 子，这就说明发生光电效应入射光的频率必须足够大，而不是光足够强.
③ 根据老师的提示抓住老师的思路。老师在教学中经常有一些提示用语，如“请注意”、“我再重复一遍”、“这个问题的关键是····”等等，这些 用语往往体现了老师的思路。来自：学习方法网
④ 紧跟老师的推导过程抓住老师的思路。老师在课堂上讲解某一结论时，一般有一个推导过程，如数学问题的来龙去脉、物理概念的抽象归纳、语 文课的分析等。感悟和理解推导过程是一个投入思维、感悟方法的过程，这有助于理解记忆结论，也有助于提高分析问题和运用知识的能力。
例1
根据量子理论，光子的能量E0＝hν＝h
c λ
，其中c为真空中的光速、ν
为光的频率、λ为光的波长，普朗克常量取h＝6.6×10－34 J·s.已知太阳光
垂直照射时，每平方米面积上的辐射功率为P＝1.35 kW.假设太阳辐射的
平均波长为 λ＝6.6×10－7 m，则在垂直于太阳光的S＝1 m2面积上，每秒 钟内可以接收到多少光子？
⑤ 搁置问题抓住老师的思路。碰到自己还没有完全理解老师所讲内容的时候，最好是做个记号，姑且先把这个问题放在一边，继续听老师讲后面的 内容，以免顾此失彼。来自：学习方法网
⑥ 利用笔记抓住老师的思路。记笔记不仅有利于理解和记忆，而且有利于抓住老师的思路。
2019/5/27
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谢谢欣赏！
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1.(量子化的理解)对于带电微粒辐射和吸收能量时的特点，下列说法不正 确的是 A.辐射是由一份份的能量组成的，一份能量就是一个能量子 B.辐射和吸收的能量是某一最小值的整数倍
√C.吸收的能量可以是连续的
D.辐射和吸收的能量是量子化的
解析 根据普朗克的量子理论，能量是不连续的，其辐射和吸收的能量 只能是某一最小能量单位的整数倍，故A、B、D均正确，C错，所以选C.
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答案
2.(光电效应的理解)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
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.
2019/5/27
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三、对波粒二象性的理解
1.光电效应说明光具有粒子性，光的干涉、衍射等实验事实，说明光具有 波动性，大量实验事实表明，光既具有波动性又具有粒子性. 2.光具有波粒二象性，但在不同情况下表现不同.宏观上，大量光子传播 往往表现为波动性；微观上，个别光子在与其他物质发生作用时，往往 表现为粒子性. 3.光的粒子性不同于宏观观念中的粒子，粒子性的含义是“不连续”的， “一份一份”的.光的波动性也不同于宏观观念中的波，波动规律决定光 子在某点出现的概率，是一种概率波.
即学即用 1.判断下列说法的正误. (1)量子理论中能量也是连续变化的.( × ) (2)一个量子就是组成物质的最小微粒，如原子、分子.( × ) (3)辐射的能量是一份一份的，因此物体的动能也是一份一份的.( × ) (4)光具有波粒二象性说明有的光是波，有的光是粒子.( × )
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2.波长是0.122 0 μm的紫外线的光子能量为_1_.6_3_×__1_0_－__18_J. 解析 波长是 0.122 0 μm 的紫外线的光子能量 E＝hν＝hcλ＝6.63×10－34 ×0.1232×0×1018 0－6 J≈1.63×10－18 J.
例3 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，即光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出波动性，D错误.
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3.(对光的波粒二象性的理解)(多选)在单缝衍射实验中，中央亮纹的光强 占从单缝射入的整个光强的95%以上，假设现在只让一个光子通过单缝， 那么该光子 A.一定落在中央亮纹处 B.一定落在亮纹处
√C.可能落在暗纹处 √D.落在中央亮纹处的可能性最大
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编后语
老师上课都有一定的思路，抓住老师的思路就能取得良好的学习效果。在上一小节中已经提及听课中要跟随老师的思路，这里再进一步论述听课时如何 抓住老师的思路。
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重点探究
一、对量子理论的初步认识
1.量子化假设：普朗克提出物质发射(或吸收)的能量E只能是某一最小能 量单位的整数倍，E＝nε，n＝1,2,3…n叫做量子数.能量子的能量ε＝hν ＝hc.式中h为普朗克常量(h＝6.63×10－34 J·s)是微观现象量子特征的表征，
λ ν为频率，c为真空中的光速，λ为光波的波长. 2.量子化：量子化的“灵魂”是不连续.在宏观领域中，这种量子化(或不 连续性)相对于宏观量或宏观尺度极微小，完全可以忽略不计，但在微观 世界里，量子化(或不连续)是明显的，微观物质系统的存在，物质之间 传递的相互作用、物体的状态及变化等都是量子化的.
例2 硅光电池是利用光电效应原理制成的，下列表述正确的是
√A.硅光电池是把光能转变为电能的一种装置
B.硅光电池中吸收了光子能量的电子都能逸出
C.逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率无关
D.任意频率的光照射到硅光电池上都能产生光电效应
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答案
总结提升
1.光电效应能不能产生取决于入射光的频率，只要频率足够大，就可以产生光 电效应，与光的照射时间无关. 2.单位时间内产生光电子的多少取决于入射光的强度，入射光的强度越强，产 生的光电子越多. 3.逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大. 4.“光电子的最大初动能”与“光电子的动能”的区别 光照射到金属表面时，电子吸收光子的能量，就可能向各个方向运动，运动过 程中要克服原子核和其他原子的阻碍而损失一部分能量，剩余部分能量转化为 光电子的初动能.所以金属表面的电子，只需克服原子核的引力做功就能逸出， 光电子具有的初动能最大，此时的动能叫做光电子的最大初动能.
① 根据课堂提问抓住老师的思路。老师在讲课过程中往往会提出一些问题，有的要求回答，有的则是自问自答。一般来说，老师在课堂上提出的问 题都是学习中的关键，若能抓住老师提出的问题深入思考，就可以抓住老师的思路。
② 根据自己预习时理解过的逻辑结构抓住老师的思路。老师讲课在多数情况下是根据教材本身的知识结构展开的，若把自己预习时所理解过的知识 逻辑结构与老师的讲解过程进行比较，便可以抓住老师的思路。