人教版高中物理全套教案和导学案2.2.光的量子性

光的粒子性——光电效应一、概述本课题为普通高中物理选修（3-5）第五章波和粒子第一节，高三理科班课程，学时一课时。

学习光电效应现象及其解释理论——光电效应方程。

本课教材蕴含着十分丰富的教学内容：在知识方面，本课作为后牛顿物理两大支柱之――量子理论的入门，涉及到量子物理最基础的内容，也是经典物理学与量子物理学的重要衔接；同时本节还有着厚重的物理学科文化积淀，有物理学史、科学方法、辩证唯物主义思想、创新意识等人文精神教育的题材．教材在知识陈述上较为浅显直接，而关于这些知识的“背景”，则是相当丰满、承赋人文，为实施“科学的人文教育价值”提供了很大的空间．二、核心素养经历“探究光电效应的规律”过程，让学生获得探究活动的体验，体验探究自然界规律的艰辛与喜悦．陶冶崇尚科学、仰慕科学家，欣赏物理学的奇妙与和谐的情愫．学习科学家敢于坚持真理、勇于创新和实事求是的科学态度和科学精神，培养判断有关信息是否科学的意识．三、教学目标1. 了解光电效应研究史实．了解光子的概念，了解并识别光电效应现象．2. 能表述光电效应现象的规律，会用光子说解释光电效应现象的规律．3. 理解光电效应方程的各个物理量的含义及其对光电效应的解释．四、学情分析学生已经在3-5第二章学习过原子结构和氢原子光谱与能级结构，对原子微观结构有了一定的认识。

知道原子的电离过程本质。

高三理科班学生对原子的微观机理有一定的兴趣，但是，微观世界的抽象性会成为学生理解过程的主要障碍。

急于求成、重视结论型陈述、轻视物理探究史实和逻辑推理是不少理科生学习原子物理相关理论的通病，这也是这一部分知识遗忘率高的原因。

五、教学过程课前：登陆优教平台，发送预习任务。

根据优教平台上学生反馈的预习情况，发现薄弱点，针对性教学。

<一> 引言师：前几节课我们了解了人们在研究光的本性过程提出的几种有代表性的学说。

（简单回顾光的微粒说和波动说的发展过程）自从麦克期韦提出光的电磁说，赫兹又用实验证实了麦克斯韦的理论后，光的波动理论发展到了完美的地步。

课时17.2光的粒子性1.知道光电效应,通过实验了解光电效应实验规律。

2.了解爱因斯坦光子说,并能够用它来解释光电效应现象。

3.知道爱因斯坦光电效应方程及其意义,并能利用它解决一些简单问题。

4.了解康普顿效应,了解光子的动量。

重点难点:爱因斯坦光电效应方程以及意义。

教学建议:本节知识是本章的重点内容,它由光电效应的实验规律、光电效应经典解释中的疑难、光电效应方程、康普顿效应和光子的动量五部分组成,内容多、难度大。

教学中建议首先要努力创造条件做好光电效应实验,引导学生探究并得出光电效应实验规律;其次引导学生讨论探究,用经典的电磁理论解释光电效应的规律,让学生领悟出“光的电磁理论只能部分地解释光电效应”;接着再介绍爱因斯坦借鉴普朗克的量子化理论提出了“光子说”,成功地解释光电效应,领会科学家的智慧;最后通过对康普顿效应的介绍再次证明光的粒子性。

导入新课:光的干涉、衍射现象说明光是电磁波,光的偏振现象还进一步说明光是横波。

19世纪60年代,麦克斯韦又从理论上确定了光的电磁波本质。

然而,出人意料的是,正当人们以为光的波动理论似乎非常完美的时候又发现了用波动说无法解释的新现象——光电效应现象。

对这一现象及其他相关问题的研究,使得人们对光的又一本质性认识得到了发展。

本节课我们就来学习这方面知识。

1.光电效应在光(包括不可见光)的照射下物体发射出①电子的现象叫作光电效应,发射出来的②电子叫作光电子。

2.光电效应的实验规律(1)存在饱和电流:在光照条件不变的情况下,随着所加电压的增大,光电流趋于一个③饱和值。

若光的颜色不变,入射光越强,饱和电流④越大,饱和电流与光强成正比。

即入射光越强,单位时间内发射的光电子数⑤越多。

(2)存在遏止电压和截止频率(或极限频率)遏止电压:使光电流减小到零的反向电压U c。

遏止电压的存在意味着光电子具有一定的⑥初速度,即1m e v c2=eU c。

2截止频率:当入射光的频率减小到某一数值νc时,不加反向电压也没有光电流,这表明已经没有光电子了,νc称为截止频率。

13.5 能量量子化【学习目标】(1)知道热辐射、了解黑体辐射。

(2)知道能量是量子化的，知道能量子的概念。

(3)知道能级、能级跃迁、原子发射光谱等概念。

【预习导航】预习一热辐射1．热辐射(1)定义：我们周围的一切物体都在辐射。

这种辐射与物体的有关，所以叫作热辐射。

(2)特点：当温度升高时，热辐射中波长的成分越来越强。

2．黑体(1)定义：某种物体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，这种物体就叫作黑体。

(2)特点：①黑体不反射电磁波，但可以电磁波。

②黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的有关。

预习二能量子1．普朗克的假设：振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的。

2．能量子：这个不可再分的能量值ε叫作能量子。

3．能量子公式：ε＝hν，其中ν是电磁波的频率，h称为常量。

h＝J·s。

4．光子：光本身就是由一个个不可分割的组成的，频率为ν的光的能量子为，这些能量子被叫作光子。

知识点三能级1．定义：微观世界中能量取分立值的观念也适用于原子系统，原子的能量是的，这些的能量值叫作能级。

2．特点(1)原子处于能量最低的状态，是最的。

(2)原子受到高速运动的电子的撞击，有可能跃迁到较高的能量状态。

这些状态的原子是不稳定的，会自发地向能量较低的能级跃迁，放出光子。

(3)原子从高能态向低能态跃迁时放出的光子的能量，等于前后两个。

知识点四. 原子光谱原子光谱:由于原子的能级是分立的,所以放出的光子的能量也是分立的,因此原子的发射光谱只有一些分立的亮线。

注意：(1)能吸收各种电磁波而不反射电磁波的物体叫黑体。

(2)温度越高,黑体辐射电磁波的强度越大。

(3)微观粒子的能量只能是能量子的整数倍。

(4)能量子的能量不是任意的,其大小与电磁波的频率成正比。

(5)光滑水平桌面上匀速运动的小球的动能也是量子化的。

(6)热辐射电磁波的强度按波长的分布只与物体的温度有关。

【课堂探究】探究一热辐射1.在任何温度下,任何物体都会发射电磁波,并且其辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而有所不同。

高中必修二物理功教案
课时安排：1课时
教学目标：
1.了解光的概念和性质。

2.认识光的传播方式。

3.掌握凸透镜的焦距计算方法。

教学重点：
1.光的性质。

2.凸透镜的焦距计算方法。

教学难点：
1.理解光的折射和反射。

2.应用凸透镜的焦距计算方法解决问题。

教学准备：
1.教科书《高中物理必修二》。

2.投影仪、教学PPT。

3.凸透镜、光源等实验器材。

教学步骤：
一、导入（5分钟）
教师通过展示一些生活中的光现象，引导学生讨论光的性质以及传播方式。

二、理论讲解（15分钟）
1.介绍光的概念和性质，包括光的波动性和粒子性。

2.讲解光的传播方式，包括直线传播和折射传播。

三、实验演示（10分钟）
教师进行凸透镜的实验演示，让学生观察焦距的变化，加深对焦距的理解。

四、练习与讨论（15分钟）
1.学生进行凸透镜焦距计算的练习，巩固所学知识。

2.教师带领学生讨论焦距计算方法及其应用。

五、总结与反思（5分钟）
教师进行本节课内容的总结，引导学生思考光学知识在日常生活中的应用。

六、作业布置（5分钟）
布置相关作业，巩固本节课所学内容。

教学反思：
本节课通过理论讲解、实验演示、练习讨论等方式，使学生理解了光的概念和传播方式，掌握了凸透镜的焦距计算方法。

在今后的教学中，应该多注重学生的实践能力和问题解决能力的培养，更加贴近学生的学习需求，激发学生学习的兴趣和热情。

第十七章波粒二象性第二节光的粒子性学案班别姓名学号一、自主预习1．光电效应现象光电效应：在光的照射下金属中的电子从金属表面逸出的现象，叫做__________，发射出来的电子叫做光电子。

2．光电效应规（1）每种金属都有一个极限________。

（2）光子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光的________增大而增大。

（3）光照射到金属表面时，光电子的发射几乎是__________的。

（4）光电流的强度与入射光的________成正比。

3．爱因斯坦光电效应方程（1）光子说：空间传播的光的能量是不连续的，是_________的，每一份叫做一个光子。

光子的能量为ε=hν，其中h是普朗克常量，其值为__________。

（2）光电效应方程：E k=hν–W0。

其中hν为入射光的能量，E k为光电子的最大初动能，W0是金属的________。

4．遏止电压与截止频率（1）遏止电压：使光电流减小到_________的反向电压U c。

（2）截止频率：能使某种金属发生光电效应的最小频率叫做该种金属的_________（又叫极限频率）。

不同的金属对应着不同的极限频率。

（3）逸出功：电子从金属中逸出所需做功的最小值，叫做该金属的__________。

二、课堂突破两条线索（1）通过频率分析：光子频率高→光子能量大→产生光电子的最大初动能大。

图线形状与入射光频①极限频率：图线与ν②逸出功：值③普朗克常量：图线的斜率颜色相同、强度不同的光，①遏止电压②饱和光电流③最大初动能：颜色不同时，光电流与电①遏止电压②饱和光电流③最大初动能图线形状与入射光频率①截止频率②遏止电压增大③普朗克常量子电量的乘积，即极之间接反向电压）0A ．当换用频率为ν1（ν1<ν0）的光照射阴极 K 时，电路中一定没有光电流B ．当换用频率为ν2（ν2>ν0）的光照射阴极K 时，电路中一定有光电流C ．当增大电路中电的电压时，电路中的光电流一定增大D ．当将电极性反接时，电路中一定没有光电流产生三、巩固训练1．某光源发出的光由不同波长的光组成，不同波长的光的强度如图所示。

人教版高中物理必修3课程目录与教学计
划表
课程目录
1. 第一章光的直线传播
- 1.1 光的直线传播特性
- 1.2 光的反射
- 1.3 镜子中的像
- 1.4 光的折射
- 1.5 细棱镜光的偏转和分光
- 1.6 选择折射率规律
- 1.7 光的全反射
- 1.8 光的色散与衍射
- 1.9 眼镜和光仪器
2. 第二章光的波动性及其应用
- 2.1 单色光
- 2.2 光的干涉
- 2.3 论干涉条纹
- 2.4 干涉仪
- 2.5 光的衍射
- 2.6 论衍射条纹
- 2.7 哈密顿原理及其应用
- 2.8 光波的多普勒效应
- 2.9 光的偏振
3. 第三章量子物理学原理
- 3.1 稳定原子模型及能级图
- 3.2 光电效应
- 3.3 单色光的能量量子化
- 3.4 X射线的产生及应用
- 3.5 康普顿效应
- 3.6 德布罗意波
- 3.7 玻尔原子模型和玻尔频率条件- 3.8 原子能级和光谱
教学计划表
以上为人教版高中物理必修3课程目录与教学计划表，共计28个课时。

注：每个课时的重点、难点和教学时长仅供参考，根据实际教学情况有所调整。

高中物理人教版必修三《光学和原子物理学》教案一、教学目标1. 了解光的基本性质和光的传播规律；2. 掌握光的反射、折射、衍射和干涉等光学现象的解释；3. 理解原子结构及原子物理学的基本概念；4. 熟悉原子核的结构和放射性变换；5. 能够应用光学和原子物理学的知识解决相关问题。

二、教学内容1. 光的基本性质1.1 光的传播方式1.2 光的速度和光的波动性质1.3 光的直线传播和独立性原理2. 光的反射和折射2.1 光的反射定律2.2 理想平面镜成像规律2.3 光的折射定律2.4 厚透镜和薄透镜成像规律3. 光的衍射和干涉3.1 色散和光的分光现象3.2 衍射的条件和衍射的应用3.3 干涉的条件和干涉的应用4. 光的偏振4.1 光的偏振现象和偏振光的特性4.2 偏光片的工作原理和应用5. 原子结构和原子物理学5.1 原子结构的发展5.2 物质的稳定性和微观结构5.3 原子中的粒子和电子能级6. 原子核的结构和放射性变换6.1 原子核的组成和尺度6.2 放射性现象和核反应6.3 放射性计量和辐射应用三、教学重点1. 光的反射和折射的规律；2. 光的衍射和干涉的条件和应用；3. 光的偏振现象和偏振光的特性；4. 原子结构和原子物理学的基本概念；5. 原子核的结构和放射性变换的理解。

四、教学方法1. 导入法：通过引发学生的思考，建立与现实生活相关的问题，激发学生的学习兴趣；2. 实验法：通过进行一系列的实验，让学生亲自操作和观察，加深对光学现象和原子物理学的理解；3. 讨论法：组织小组或全班讨论，引导学生分析和解决光学和原子物理学中的问题；4. 归纳法：总结和归纳光学和原子物理学中的规律和概念，帮助学生理清知识体系；5. 演示法：通过投影仪、多媒体等展示器材，展示光学实验和原子物理学的示意图，直观地呈现给学生。

五、教学资源1. 人教版高中物理必修3教材；2. 实验器材：平面镜、凸透镜、薄透镜、偏光片等；3. 多媒体教学资源：投影仪、计算机、电子白板等。

《光的直线传播》物理教案第一章：光的传播简介1.1 光的传播概念引入光的概念，让学生了解光是一种电磁波，能够在真空中传播。

解释光的传播是指光波从光源传播到其他地方的过程。

1.2 光的传播方式介绍光在介质中的传播方式，包括直线传播和曲线传播。

强调在真空中光的传播是直线传播，速度为常数，约为3×10^8 m/s。

第二章：光的直线传播现象2.1 激光准直利用激光演示光的直线传播现象，让学生观察到光线的直线传播特性。

解释激光准直现象，让学生了解激光具有高度的直线传播性。

2.2 小孔成像通过实验或图片展示小孔成像现象，让学生了解光通过小孔时能形成倒立的像。

解释小孔成像的原理，引导学生理解光的直线传播特性。

第三章：光的传播速度3.1 光速的概念引入光速的概念，让学生了解光在真空中的传播速度约为3×10^8 m/s。

强调光速是一个常数，不随光源或观察者的运动而改变。

3.2 光速的测量介绍光速的测量方法，如利用光速与时间和距离的关系进行测量。

让学生了解不同的介质中光速会有所不同，例如在水中光速会减慢。

第四章：光的折射现象4.1 折射的定义引入折射的概念，让学生了解光从一种介质传播到另一种介质时会发生速度和方向的改变。

解释折射是由于光在不同介质中传播速度不同而产生的现象。

4.2 斯涅尔定律介绍斯涅尔定律，让学生了解折射角与入射角之间的关系。

通过实验或图片展示折射现象，让学生观察到光线的折射现象。

第五章：光的反射现象5.1 反射的定义引入反射的概念，让学生了解光从一种介质传播到另一种介质时会发生方向的改变，但速度不变。

解释反射是由于光遇到界面时部分光线返回原介质而产生的现象。

5.2 反射定律介绍反射定律，让学生了解反射角与入射角之间的关系。

通过实验或图片展示反射现象，让学生观察到光线的反射特性。

第六章：光的干涉现象6.1 干涉的定义引入干涉的概念，让学生了解光波的干涉是指两束或多束光波相互叠加产生明暗条纹的现象。

高中所有物理实验教案人教版
实验目的：掌握光沿直线传播的规律，加深对光学知识的理解。

实验器材：透明直尺、白色纸卡片、直尺、光线源（手电筒或激光笔）
实验原理：光在均匀介质中传播的路径是直线，称为光的直线传播。

实验步骤：
1. 在实验室桌面上放置一张白色纸卡片，将透明直尺垂直插入卡片上方，使其与卡片接触并立在卡片上。

2. 将光线源对准直尺上的一头，使光线沿直尺向下传播。

3. 观察光线在直尺上的传播路线，并记录观察结果。

4. 更换直尺的位置和光线源的位置，重复以上步骤，观察光线的传播路线。

实验结果：光线在直尺上的传播路径是直线，并不会发生弯曲或偏离。

实验结论：通过实验观察可以得出结论，光在均匀介质中传播是沿直线传播的，这符合光的直线传播规律。

拓展延伸：可以进一步探究光在不同介质中的传播规律，或者利用凸透镜和凹透镜观察光的折射规律等。

注意事项：实验中要小心操作光源，避免直射眼睛，注意保持实验环境安静，以便清晰地观察光线的传播路径。

高中物理课本新人教版教案学科：物理年级：高中版本：新人教版授课内容：光学教学目标：1. 理解光的传播途径和性质。

2. 掌握光的反射和折射规律。

3. 能够应用光的反射和折射规律解决实际问题。

教学重点和难点：重点：理解光的反射和折射规律，掌握相关公式。

难点：解决实际问题时如何应用反射和折射规律。

教学过程：第一节：光的传播途径和性质1. 引导学生回顾已学的知识，了解光的传播途径和性质。

2. 介绍光的传播方式：直线传播和波动传播。

3. 分析光的性质：光的可见光谱和光的波粒二象性。

第二节：光的反射规律1. 展示光的反射现象，引导学生观察并总结。

2. 讲解光的反射规律：入射角等于反射角。

3. 结合光的反射规律，进行实验验证和练习。

第三节：光的折射规律1. 展示光的折射现象，引导学生观察并总结。

2. 讲解光的折射规律：折射角满足折射定律。

3. 结合光的折射规律，进行实验验证和练习。

第四节：实际问题解决1. 给学生提供一些实际问题，要求他们应用所学的反射和折射规律解决问题。

2. 学生分组讨论并展示解决方案。

3. 整理并总结学生的解决方案，帮助学生进一步理解和应用反射和折射规律。

教学反馈：1. 针对学生在实际问题解决中的表现，及时给予指导和反馈。

2. 对学生在光的反射和折射规律的理解和应用进行总结和评价。

3. 鼓励并指导学生在日常生活和学习中继续应用光学知识。

教学评估：1. 课堂练习和讨论。

2. 实验操作和实际问题解决。

3. 学生的学习表现和反馈。

教学方法：1. 案例教学：通过实际问题引导学生学习。

2. 实验教学：通过实验操作帮助学生理解光的反射和折射规律。

3. 讨论教学：通过学生分组讨论解决实际问题，促进学生的思维能力和团队合作能力。

教学资源：1. 实验器材和光学仪器。

2. 教学PPT及相关实例案例。

3. 教学参考书籍和教学辅助资料。

课后作业：1. 复习光的反射和折射规律。

2. 解决实际问题练习。

3. 准备下节课的学习内容。

高中物理光教案
教学目标：
1. 理解光的折射现象及其规律。

2. 掌握光线在不同介质中的折射原理。

3. 能够应用折射定律解决相关问题。

4. 培养学生的观察能力和实验操作能力。

教学内容：
1. 光的折射现象
2. 折射定律
3. 光的全反射
4. 折射率的定义与计算
教学准备：
1. 折射仪、光源、透明介质块
2. 实验台、示波器、直尺
3. 实验记录表、实验报告
教学过程：
一、导入（5分钟）
教师简要介绍折射的概念，引导学生思考光在不同介质中的传播规律。

二、实验操作及观察（20分钟）
1. 学生配对进行实验操作，使用折射仪测量光线在不同介质中的折射角度，并记录数据。

2. 学生观察实验现象，分析光线在介质中的传播路径。

三、讲解与讨论（15分钟）
1. 教师讲解折射定律及折射率的概念，引导学生理解光的折射规律。

2. 学生讨论并分析实验数据，探讨光线在不同介质中的折射规律。

四、练习与实践（15分钟）
1. 学生自主完成折射定律相关的练习题。

2. 学生进行折射现象的模拟实验，巩固折射规律。

五、总结（5分钟）
教师总结本节课的重点内容，强调折射定律的应用。

六、课堂作业
1. 完成相关习题。

2. 写一篇实验报告，总结本节课的学习内容。

教学反思：
通过本教案的设计，学生能够通过实验操作和讨论，深入理解光的折射现象及规律，提高了他们的实验操作能力和观察力。

同时，通过课堂练习和讨论，学生能够更好地掌握折射定律及其应用，提高了学生的学习兴趣和学习效果。

高考物理光的量子性质专题复习教案一、引言光是我们日常生活中非常常见的现象之一，但是光的本质却是一个十分复杂的问题。

在物理学中，光不仅被视为一种电磁波，还被视为一种由粒子组成的光子。

本篇文章将重点介绍光的量子性质，以帮助同学们更好地理解和掌握相关知识点。

二、光的粒子性质1. 光的光子光的粒子性质可以通过光子这个概念来解释。

光子是光的基本粒子，具有能量和动量。

它在光与物质相互作用过程中起着重要的作用。

2. 光的能量量子化根据光的粒子性质，光的能量是量子化的，即能量只能以光子的整数倍传递。

这也解释了为什么光的辐射和吸收过程是离散的，而非连续的。

三、光的波动性质与量子性质的统一1. 光的波动性质尽管光有粒子性质，但光也同时具有波动性质。

光的波动性质可以用来解释光的干涉、衍射等现象。

这也是为什么我们在实验中常常把光看作是一种电磁波的原因。

2. 波粒二象性光既有波动性，又有粒子性，这种现象被称为波粒二象性。

不过，在不同的实验条件下，光的波动性质或者粒子性质会更加明显，这取决于我们观测光的方式。

四、光的量子性质在实际应用中的意义1. 光电效应光电效应是光的一种重要现象，它的发现和解释奠定了量子物理学的基础。

通过光电效应，我们可以利用光子的能量来激发物质中的电子，并进一步应用于光电器件和光通信等领域。

2. 光的能级和能谱光的量子性质还可以用于解释物质的能级和能谱。

通过研究光与物质的相互作用，我们可以得到物质的能级结构和能谱信息，从而深入理解物质的性质和行为。

五、复习重点1. 光子的概念和光的粒子性质；2. 光的能量量子化和光的波动性质；3. 光的量子性质在实际应用中的意义。

六、思考题1. 你认为光的波动性质和粒子性质哪个更重要？为什么？2. 请列举一些应用了光的量子性质的实际产品或技术。

结语光的量子性质是高考物理中一个重要的专题，掌握了光的量子性质，对于进一步理解光与物质的相互作用以及实际应用有着重要意义。

希望本篇文章能为同学们复习和理解光的量子性质提供帮助。

高中物理人教版量子力学教案【高中物理人教版量子力学教案】一、教学目标1. 了解量子力学的基本概念和原理；2. 掌握波粒二象性和不确定性原理；3. 了解量子力学在现代科学和技术中的应用。

二、教学重点1. 波粒二象性的理解；2. 不确定性原理的理解；3. 量子力学的应用。

三、教学难点1. 波粒二象性的理解和应用；2. 不确定性原理的深入理解；3. 对量子力学的应用做出合理解释。

四、教学过程引入：在高中物理学习中，我们已经学习了经典物理学的基本理论，包括牛顿力学、电磁学等。

但是，随着科技的发展和实验数据的积累，人们发现传统的经典物理理论无法解释一些微观粒子的行为。

为了更好地了解和解释微观世界中的现象，科学家们提出了量子力学理论。

一、量子力学的基本概念1. 量子概念的引入：量子力学是描述微观世界的物理学理论，与经典物理学存在显著差异。

其中，量子概念是量子力学的核心概念之一。

量子概念指出，微观粒子具有离散的能量和动量，而非连续的。

2. 波粒二象性：波粒二象性是量子力学的另一个重要概念。

根据波粒二象性，微观粒子既可以表现出粒子的特性，也能表现出波动的特性。

二、波粒二象性的深入理解1. 波动性：根据波动性，微观粒子可以表现出干涉和衍射现象。

例如，我们经常听说的双缝干涉实验就是通过探测粒子的干涉条纹来证明微观粒子具有波动性。

2. 粒子性：根据粒子性，微观粒子在特定时刻具有确定的位置和能量值。

例如，在测量一个微观粒子的位置时，我们只能得到该粒子在某一位置的概率值，具体的位置是不确定的。

三、不确定性原理不确定性原理是量子力学的重要原理之一。

它指出我们无法同时准确测量一个微观粒子的位置和动量，精确测量其中一个属性会对另一个属性的测量结果产生干扰。

四、量子力学的应用1. 原子物理：量子力学在原子物理研究中起到了关键作用。

通过量子力学我们可以解释原子的能级结构、原子光谱等现象。

2. 应用于现代科技：量子力学在现代科技中的应用非常广泛，例如核能、激光、超导、半导体器件等都有赖于量子力学的理论支持。

§22、 光的量子性221、光电效应某些物质在光（包括不可见光）的照射下有电子发射出，这就是光电效应的现象。

利用容易产生光电效应的物质制成阴极的电子管称为光电管。

图2-2-1所示的电研究光电效应的规律。

实验发现了光电效应的如下规律：光电效应过程非常快，从光照到产生光电子不超过s 910 ，停止光照，光电效应也立即停止。

各种材料都有一个产生光电效应的极限频率0v 。

入射光的效率必须高于0v 才能产生光电效应；频率低于0v 的入射光，无论其强度多大，照射时间多长，都不能产生光电效应。

不同的物质，一般极限频率都不同。

逸出的光电子的最大初动能可以这样测定，将滑动变阻器的滑片逐渐向左移动，直到光电流截止，读出这时伏特表的读即为截止电压U 。

根据动能定，光电子克服反向电压作的功等于动能的减小，即图2-2-1221m mv eU =实验结果表明，当入射光频率一定时，无论怎样改变入射光的强度，截止电压都不会改变；入射光频率增大，截止电压也随着呈线性增大。

这说明，逸出的光电子的最大初动能只能随入射光频率增大而增大，与入射光强度无关。

最大初动能与入射光频率的关系如图2-2-1所示。

在入射光频率一定条件下，向右移动变阻器的滑动片，光电流的强度随着逐渐增大，但当正向电压增大到某一值后继续再增大时，光电流维持一个固定图2-3值不变，此时光电流达到饱和。

增大入射光的强度P ，饱和光电流也随着成正比地增大。

如图2-2-1所示。

222、光子说光电效应的四个特点中，只有第四个特点够用电磁解释，其他特点都与电磁场论推出的结果相矛盾。

爱因斯坦于1905年提出的光子说，完美地解释了这一现象。

光子说指出：空间传播的光（以及其他电磁波）都是不连续的，是一份一份的，每一份叫做一个光子。

光子的能量跟它的频率成正比即E=v式中为普朗克恒量。

光子也是物质，它具有质量，其质量等于22c hv c E m ==光子也具有动量，其动量等于c hv c hv mc p ===根据能量守恒定律得出：W hv mv m -=221上式称为爱因斯坦光电效应方程。

第一讲 几 何 光 学§1.1 几何光学基础1、光的直线传播：光在同一均匀介质中沿直线传播。

2、光的独立传播：几束光在交错时互不妨碍，仍按原来各自的方向传播。

3、光的反射定律：①反射光线在入射光线和法线所决定平面内； ②反射光线和入射光线分居法线两侧； ③反射角等于入射角。

4、光的折射定律：①折射光线在入射光线和法线所决定平面内； ②折射光线和入射光线分居法线两侧； ③入射角1i 与折射角2i 满足2211sin sin i n i n =；④当光由光密介质向光疏介质中传播，且入射角大于临界角C 时，将发生全面反射现象（折射率为1n 的光密介质对折射率为2n 的光疏介质的临界角12sin n n C =）。

§1.2 光的反射1.2.1、组合平面镜成像：1.组合平面镜 由两个以上的平面镜组成的光学系统叫做组合平面镜，射向组合平面镜的光线往往要在平面镜之间发生多次反射，因而会出现生成复像的现象。

先看一种较简单的S S 2图1-2-1现象，两面互相垂直的平面镜（交于O 点）镜间放一点光源S （图1-2-1），S 发出的光线经过两个平面镜反射后形成了1S 、2S 、3S 三个虚像。

用几何的方法不难证明：这三个虚像都位于以O 为圆心、OS 为半径的圆上，而且S 和1S 、S 和2S 、1S 和3S 、2S 和3S 之间都以平面镜（或它们的延长线）保持着 对称关系。

用这个方法我们可以容易地确定较复杂的情况中复像的个数和位置。

两面平面镜AO 和BO 成60º角放置（图1-2-2），用上述规律，很容易确定像的位置：①以O 为圆心、OS 为半径作圆；②过S 做AO 和BO 的垂线与圆交于1S 和2S ；③过1S 和2S 作BO 和AO 的垂线与圆交于3S 和4S ；④过3S 和4S 作AO 和BO 的垂线与圆交于5S ，51~S S 便是S 在两平面镜中的5个像。

双镜面反射。

如图1-2-3，两镜面间夹角a =15º,OA =10cm ，A 点发出的垂直于2L 的光线射向1L 后在两镜间反复反射，直到光线平行于某一镜面射出，则从A 点开始到最后一次反射点，光线所走的路程是多少？如图1-2-4所示，光线经1L 第一次反射的反射线为BC ，根据平面反射的对称性,BC C B ='，且∠a C BO ='。

2013届高考物理专题复习精品学案―― 热力学和量子论(最新)第一部分、热学【命题趋向】热学部分共有12个知识点，全部为Ⅰ类要求，其中分子动理论的三个观点及微观量的估算、内能、热力学定律和气体压强是重点。

热学基本上是独立成体系，在每年的高考中都是单独命题，主要题型为选择题。

利用阿伏加德罗常数求分子的直径、分子的质量、估算分子个数以及布朗运动、分子间相互作用力随分子间距离变化的关系、内能、热力学第一、二定律是高考常考知识点，气体压强的知识考查也有上升趋势，难度中等或中等偏下的。

【考点透视】一、分子动理论的三个观点及微观量的估算1．分子估算的有关量和几个关系，其中阿伏加德罗常数A N 是联系微量与宏观量的桥梁；分子的体积计算时要注意建立几种模型。

2．分子热运动：扩散现象是分子．．的无规则运动；而布朗运动是悬浮微粒．．．．的无规则运动，是 液体分子的无规则运动的反应，恰好说明了分子运动的无规则、永不停息、与温度有关。

3．分子间存在相互作用力：重点理解分子力变化曲线和引力和斥力都随距离的变化而变化，但斥力随距离的变化快的规律。

二、物体的内能1．物体内所有分子的动能和势能的总和叫物体的内能。

温度是分子平均动能的标志。

2．分子势能由分子间的相互作用和相对位置决定，分子势能变化与分子力做功有关。

分子力做正功，分子势能减小。

3．物体的内能由物质的量、温度、体积共同决定。

4．改变物体的内能有两种方式：做功和热传递。

三、热力学定律1．热力学第一定律的数学表达式为：W Q U +=∆，表达了功和热量与物体内能变化之间确定的数量关系。

2．热力学第二定律的两种表述的实质是：从做功与热传递两个角度描述了与热现象有关的宏观过程都具有方向性，这种方向性是自然发生的，要使其反方向发生必须提供一定的条件而引起一些其他变化。

3．能量守恒定律是自然界的普遍规律。

四、气体的状态参量的关系1．气体的压强：气体的压强是由于气体分子频繁碰撞器壁而产生的，气体的压强与单位体积的分子数和分子的平均动能有关。

新课教学（课件辅助讲述）用弧光灯照射擦得很亮的锌板，(注意用导线与不带电验电器相连），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。

课件辅助展示：光电效应现象。

提出问题：上述现象说明了什么，为什么出现这种现象。

思考问题尝试解释这种现象，并能够提出光电效应现象。

学生通过实验现象，客观的认识光电效应概念：在光(包括不可见光)的照射下，从物 体发射电子的现象叫做光电效应。

发射出来的电子叫做光电子。

介绍光电效应概念，学生能够理解这节课所涉及的概念通过对实验现象的观察，能够总结出光电效应的概念使学生清楚这一节课所研究的对象和内容。

演示：光电效应实验光照不变，增大U AK ，G 表中电流达到某一值后不再增大，即达到饱和值。

遏止电压，将电源正负极反接，电场反向，则光电子离开阴极后将受反向电场阻碍作用。

当 K 、A 间加反向电压，光电子克服电场力作功，当电压达到某一值 Uc 时，光电流恰为0。

引导学生总结： ①实验表明：对于一定颜色的光，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。

② 遏止电压Uc ，c221eU v m c e 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。

光的频率改变时，遏止电压也会改变。

截止频率νc ----极限频率，对于每种金属材料，都相应的有一确定的截止频率νc ，当入射光频率ν>νc 时，电子才能逸出金属表面；当入射光频率ν <νc 时，无论光强多大也无电子逸出金属表面。

③ 光电效应是瞬时的。

观察实验现象归纳总结并熟悉掌握：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，入射光越强，饱和电流越大； 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.通过实验现象和理论分析，培养学生观察实验现象，分析总结实验结论，掌握实验规律的实验能力。

第1节能量量子化第2节光的粒子性1.知道黑体、热辐射和黑体辐射的概念，了解黑体辐射的试验规律．2.了解普朗克提出的量子假说．3.知道光电效应现象，了解光电效应的试验规律．4.理解爱因斯坦的光子说及对光电效应的说明，会用光电效应方程解决一些简洁问题．5.了解康普顿效应及其意义．一、能量量子化1．热辐射(1)定义：四周的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关，所以叫热辐射．(2)特点：热辐射强度按波长的分布状况随物体的温度不同而有所不同．2．黑体与黑体辐射试验规律(1)黑体：假如某种物体能够完全汲取入射的各种波长的电磁波而不发生反射，这种物体就是肯定黑体，简称黑体．(2)黑体辐射的试验规律①对于一般材料的物体，辐射电磁波的状况除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关．②黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关．随着温度的上升，一方面，各种波长的辐射强度都有增加．另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动．3．能量子(1)定义：普朗克认为，当带电微粒辐射或汲取能量时，只能辐射或汲取某个最小能量值的整数倍．这个不行再分的最小能量值ε叫做能量子．(2)能量子大小：ε＝hν，其中ν是电磁波的频率，h称为普朗克常量．h＝6.626×10－34 J·s(一般取h＝6.63×10－34 J·s)(3)能量的量子化：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．二、光电效应1．光电效应(1)定义：照耀到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出的现象，叫做光电效应．逸出的电子叫光电子．(2)试验规律①存在着饱和电流：在光的颜色不变的状况下，入射光越强，饱和电流越大．这表明对于肯定颜色的光，入射光越强，单位时间内放射的光电子数越多．②存在着遏止电压和截止频率：使光电流减小到0的反向电压U c称为遏止电压．光电子的能量只与入射光的频率有关，而与入射光的强弱无关．当入射光的频率低于截止频率时不发生光电效应．③光电效应具有瞬时性：光电效应几乎是瞬时发生的，从光照耀到金属到产生电流的时间不超过10－9 s.(3)逸出功：使电子脱离某种金属所做功的最小值，叫做这种金属的逸出功．2．爱因斯坦的光电效应方程(1)光子说：光不仅在放射和汲取时能量是一份一份的，而且光本身就是由一个个不行分割的能量子组成的，这些能量子被称为光子，频率为ν的光的能量子为hν．(2)爱因斯坦光电效应方程①表达式：hν＝E k＋W0或E k＝hν－W0.②物理意义：金属中的电子汲取一个光子获得的能量是hν，这些能量一部分用于克服金属的逸出功W0，剩下的表现为逸出后电子的初动能E k.三、康普顿效应和光子的动量1．光的散射：光在介质中与物质微粒相互作用，因而传播方向发生变更的现象．2．康普顿效应：康普顿在探讨石墨对X射线的散射时，发觉在散射的X射线中，除了与入射波长λ0相同的成格外，还有波长大于λ0的成分，这个现象称为康普顿效应．3．康普顿效应的意义：深化地揭示了光的粒子性的一面，表明光子除了具有能量之外还具有动量．4．光子的动量：p＝hλ，其中h为普朗克常量，λ为光的波长．判一判(1)黑体辐射电磁波的强度按波长分布，只与黑体的温度有关．( )(2)普朗克有关能量子的假说认为微观粒子的能量是分立的．( )(3)任何频率的光照耀到金属表面都可以发生光电效应．( )(4)金属表面是否发生光电效应与入射光的强弱有关．( )(5)入射光照耀到金属表面上时，光电子几乎是瞬时放射的．( )提示：(1)√(2)√(3)×(4)×(5)√做一做(多选)在试验室或工厂的高温炉子上开一小孔，小孔可看做黑体，由小孔的热辐射特征，就可以确定炉内的温度．如图所示，就是黑体的辐射强度与其辐射光波长的关系图象，则下列说法正确的是( )A．T1>T2B．T1<T2C．随着温度的上升，黑体的辐射强度都有所降低D．随着温度的上升，辐射强度的极大值向波长较短方向移动提示：选AD．一般材料的物体辐射能的多少确定于物体的温度(T)、辐射波的波长、时间的长短和放射的面积，而黑体是指在任何温度下，能够完全汲取入射的各种波长的电磁波而不反射的物体，黑体辐射的强度按波长的分布只与温度有关．试验表明，随着温度的上升，各种波长的辐射强度都有所增加，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动．从题图中可以看出，λ1<λ2，T1>T2，本题正确选项为A、D．想一想康普顿效应说明白什么？为什么说康普顿效应反映了光子具有动量？提示：康普顿效应说明白光的粒子性．说明光子波长变更的问题时运用了能量守恒定律和动量守恒定律，理论与试验符合很好．对黑体与黑体辐射的理解1．对黑体的理解(1)肯定的黑体事实上是不存在的，但可以用某装置近似地代替．如图所示，假如在一个空腔壁上开一个小孔，那么射入小孔的电磁波在空腔内表面会发生多次反射和汲取，最终不能从空腔射出，这个小孔就成了一个肯定黑体．(2)黑体不肯定是黑的，只有当自身辐射的可见光特别微弱时看上去才是黑的；有些可看做黑体的物体由于有较强的辐射，看起来还会很光明，如炼钢炉口上的小孔．一些发光的物体(如太阳、白炽灯灯丝)也被当做黑体来处理．2．一般物体与黑体的比较热辐射特点汲取、反射特点一般物体辐射电磁波的状况与温度有关，与材料的种类及表面状况有关既汲取又反射，其实力与材料的种类及入射波长等因素有关黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关完全汲取各种入射电磁波，不反射3.黑体辐射的试验规律(1)温度肯定时，黑体辐射强度随波长的分布有一个极大值．(2)随着温度的上升①各种波长的辐射强度都有增加；②辐射强度的极大值向波长较短的方向移动．如图所示．下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图象中，符合黑体辐射试验规律的是( )[解析] 依据黑体辐射的试验规律：随着温度的上升，各种波长的辐射强度都增加，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，可知选项A正确．[答案] A1.关于对黑体的相识，下列说法正确的是( )A．黑体只汲取电磁波，不反射电磁波，看上去是黑的B．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关C．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，与材料的种类及表面状况无关D．假如在一个空腔壁上开一个很小的孔，射入小孔的电磁波在空腔内表面经多次反射和汲取，最终不能从小孔射出，这个空腔就成了一个黑体解析：选C．黑体自身辐射电磁波，不肯定是黑的，故选项A错误；黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关，故选项B错误，选项C正确；小孔只汲取电磁波，不反射电磁波，因此是小孔成了一个黑体，而不是空腔，故选项D错误．对光电效应现象的理解1．光子与光电子：光子指光在空间传播时的每一份能量，光子不带电，光电子是金属表面受到光照耀时放射出来的电子，其本质是电子，光子是光电效应的因，光电子是果．2．光电子的初动能与光电子的最大初动能：光照耀到金属表面时，光子的能量全部被电子汲取，电子汲取了光子的能量，可能向各个方向运动，需克服原子核和其他原子的阻碍而损失一部分能量，剩余部分为光电子的初动能；只有金属表面的电子干脆向外飞出时，只需克服原子核的引力做功，才具有最大初动能．光电子的初动能小于或等于光电子的最大初动能．3．光子的能量与入射光的强度：光子的能量即每个光子的能量，其值为ε＝hν(ν为光子的频率)，其大小由光的频率确定．入射光的强度指单位时间内照耀到金属表面单位面积上的总能量，入射光的强度等于单位时间内光子能量与单位面积上入射光子数的乘积．4．光电流和饱和光电流：金属板飞出的光电子到达阳极，回路中便产生光电流，随着所加正向电压的增大，光电流趋于一个饱和值，这个饱和值是饱和光电流，在肯定的光照条件下，饱和光电流与所加电压大小无关．(多选)(2024·衡水高二检测)对光电效应的理解正确的是( ) A．金属钠的每个电子可以汲取一个或一个以上的光子，当它积累的动能足够大时，就能逸出金属B．假如入射光子的能量小于金属表面的电子克服原子核的引力而逸出时所需做的最小功，便不能发生光电效应C．发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大，光电子的最大初动能就越大D．由于不同金属的逸出功是不相同的，因此使不同金属产生光电效应，入射光的最低频率也不同[解析] 依据爱因斯坦的光子说，光子的能量由光的频率确定，与光强无关，入射光的频率越大，发生光电效应时产生的光电子的最大初动能越大；但要使电子离开金属，电子必需具有足够的动能，而电子增加的动能只能来源于照耀光的光子能量，且一个电子只能汲取一个光子，不能同时汲取多个光子，所以光子的能量小于某一数值时便不能产生光电效应现象；电子从金属逸出时只有从金属表面对外逸出的电子克服原子核的引力所做的功最小．综上所述，选项B、D正确．[答案] BD对光电效应现象的理解光电效应试验规律可理解记忆：“放(出光电子)不放，比频率；若能放，瞬时放；放多少(光电子)，看光强；(光电子的)最大初动能，看(入射光的)频率．”2.如图所示为一光电管电路，滑动变阻器滑动触头P位于AB上某点，用光照耀光电管阴极，电表无偏转，要使电表指针偏转，可实行的措施有( )A ．加大照耀光强度B ．换用波长短的光照耀C ．将P 向B 滑动D ．将电源正负极对调解析：选B ．由光电管电路图可知阴极K 电势低，阳极A 电势高，假如K 极有电子飞出，则它受到的电场力必向左，即将向左加速，然而现在G 中电表指针无偏转，说明没有发生光电效应，这仅能说明照耀光频率太低．这与光强外加电压的大小及方向均无关．可见要使指针发生偏转需增大照耀光频率，即缩短照耀光的波长．故选B ．对光电效应方程的理解和应用1．对光电效应方程E k ＝hν－W 0的理解(1)式中的E k 是光电子的最大初动能，就某个光电子而言，其离开金属时剩余动能大小可以是0～E k 范围内的任何数值．(2)光电效应方程实质上是能量守恒方程．①能量为ε＝hν的光子被电子汲取，电子把这些能量的一部分用来克服金属表面对它的吸引，另一部分就是电子离开金属表面时的动能．②假如克服吸引力做功最少为W 0，则电子离开金属表面时动能最大为E k ，依据能量守恒定律可知：E k ＝hν－W 0.(3)光电效应方程包含了产生光电效应的条件．若发生光电效应，则光电子的最大初动能必需大于零，即E k ＝hν－W 0>0，亦即hν>W 0，ν>W 0h ＝νc ，而νc ＝W 0h恰好是光电效应的截止频率． 2．光电效应规律中的两条线索、两个关系(1)两条线索(2)两个关系光强→光子数目多→放射光电子多→光电流大；光子频率高→光子能量大→产生光电子的最大初动能大．3．在理解光电效应方程的基础上，把其数学关系式与数学函数图象结合起来，经分析、推导得出图象的斜率及在图象横、纵坐标轴上的截距所对应的物理量，从而理解它们的物理意义，有效提高自身应用数学解决物理问题的实力．(1)最大初动能与入射光频率的关系该图象对应的函数式E k＝hν－W0，图象与横轴的交点坐标为极限频率，图象是平行的是因为图线的斜率就是普朗克常量．(2)光电流与电压的关系图象从图象①③可看出同种光照耀同种金属板对应的反向遏止电压相同．而饱和光电流强度随入射光强度增大而增大；从图象①②可知，对于同种金属，入射光的频率越高，反向遏止电压越大．(3)反向遏止电压与入射光频率的关系该图象的对应函数式为U c＝hν－W0e，故从图象可以干脆读出金属的极限频率，由极限频率可算出普朗克常量，由纵轴截距可推算出金属的逸出功．命题视角1 对光电效应方程的理解如图所示装置，阴极K用极限波长为λ0＝0.66 μm的金属制成．若闭合开关S，用波长为λ＝0.50 μm的绿光照耀阴极，调整两个极板间的电压，使电流表的示数最大为0.64 μA．(1)求阴极每秒放射的光电子数和光电子飞出阴极时的最大初动能．(2)假如将照耀阴极的绿光的光强增大为原来的2倍，求阴极每秒放射的光电子数和光电子飞出阴极时的最大初动能．[思路点拨] 饱和电流的值I与每秒内阴极放射的电子数的关系是I＝ne.电子从阴极K 飞出的最大初动能E k＝hν－W0，电子从阴极K飞向阳极A时，还会被电场加速，使其动能进一步增大．[解析] (1)当阴极放射的光电子全部到达阳极时，光电流达到饱和．由电流可知每秒到达阳极的电子数，即阴极每秒放射的光电子个数n ＝I m t e ＝0.64×10－6×11.6×10－19 个＝4.0×1012个 依据光电效应方程，光电子的最大初动能为E k ＝hν－W 0＝h c λ－h c λ0代入数据可得E k ＝9.6×10－20 J.(2)假如照耀光的频率不变，光强加倍，则每秒放射的光电子数加倍，饱和光电流增大为原来的2倍．依据光电效应试验规律可得阴极每秒放射的光电子个数n ′＝2n ＝8.0×1012个光电子的最大初动能仍旧为E k ＝hν－W 0＝9.6×10－20 J.[答案] (1)4.0×1012个 9.6×10－20J (2)8.0×1012个 9.6×10－20J命题视角2 光电效应中图象问题的求解(多选)在做光电效应的试验时，某金属被光照耀发生了光电效应，试验测得光电子的最大初动能E k 与入射光的频率ν的关系如图所示，由试验图线可求出( )A ．该金属的极限频率和极限波长B ．普朗克常量C ．该金属的逸出功D ．单位时间内逸出的光电子数[解析] 依据光电效应方程E k ＝hν－W 0可知，当E k ＝0时，ν＝ν0，即图象中横坐标的截距在数值上等于金属的极限频率．图线的斜率k ＝E kν－ν0.可见图线的斜率在数值上等于普朗克常量．依据图象，假设图线的延长线与E k 轴的交点为C ，其截距大小为W 0，有k ＝W 0ν0. 而k ＝h ，所以，W 0＝hν0.即图象中纵坐标轴的截距在数值上等于金属的逸出功．[答案] ABC(1)逸出功和截止频率均由金属本身确定，与其他因素无关．(2)光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大，但不是正比关系．(3)分析、推导得出图象的斜率及在图象横、纵坐标轴上的截距所对应的物理量，从而理解它们的物理意义，有效提高自身应用数学解决物理问题的实力．3.(2015·高考全国卷Ⅰ)在某次光电效应试验中，得到的遏止电压U c与入射光的频率ν的关系如图所示．若该直线的斜率和截距分别为k 和b ，电子电荷量的肯定值为e ，则普朗克常量可表示为________，所用材料的逸出功可表示为________．解析：依据光电效应方程E km ＝hν－W 0及E km ＝eU c 得U c ＝hνe －W 0e ， 故h e ＝k ，b ＝－W 0e，得h ＝ek ，W 0＝－eb .答案：ek －eb对康普顿效应的理解1．假定光子与电子发生弹性碰撞，依据爱因斯坦的光子说，一个光子不仅具有能量E ＝hν，而且还有动量．如图所示．这个光子与静止的电子发生弹性斜碰，光子把部分能量转移给了电子，能量由hν减小为hν′，因此频率减小，波长增大．同时，光子还使电子获得肯定的动量．这样就圆满地说明白康普顿效应．2．康普顿效应进一步揭示了光的粒子性，也再次证明白爱因斯坦光子说的正确性．科学探讨证明，光子有能量也有动量，当光子与电子碰撞时，光子的一些能量转移给了电子．假设光子与电子碰撞前的波长为λ ，碰撞后的波长为λ′，则碰撞过程中( )A ．能量守恒，动量守恒，且λ＝λ′B ．能量不守恒，动量不守恒，且λ＝λ′C ．能量守恒，动量守恒，且λ<λ′D ．能量守恒，动量守恒，且λ>λ′[思路点拨] 对康普顿现象的理解，可以类比实物粒子的弹性碰撞．[解析] 能量守恒和动量守恒是自然界的普遍规律，适用于宏观世界也适用于微观世界．光子与电子碰撞时遵循这两个守恒定律．光子与电子碰撞前光子的能量ε＝hν＝h cλ，当光子与电子碰撞时，光子的一些能量转移给了电子，光子的能量ε′＝hν′＝h cλ′，由ε>ε′，可知λ<λ′，选项C正确．[答案] C光子不仅具有能量E＝hν，而且还具有动量，光子与物质中的微粒碰撞时要遵守能量守恒定律和动量守恒定律．4.白天的天空各处都是亮的，是大气分子对太阳光散射的结果．美国物理学家康普顿由于在这方面的探讨而荣获了1927年的诺贝尔物理学奖．假设一个运动的光子和一个静止的自由电子碰撞以后，电子向某一个方向运动，光子沿另一方向散射出去，则这个散射光子跟原来的光子相比( )A．频率变大B．速度变小C．光子能量变大D．波长变长解析：选D．光子与电子碰撞时，遵守动量守恒定律和能量守恒定律，自由电子被碰前静止，被碰后动量、能量增加，所以光子的动量、能量减小．故选项D正确．。

普通高中课程标准实验教科书—物理（选修3－5）[人教版]第十七章波粒二象性新课标要求1．内容标准（1）了解微观世界中的量子化现象。

比较宏观物体和微观粒子的能量变化特点。

体会量子论的建立深化了人们对于物质世界的认识。

（2）通过实验了解光电效应。

知道爱因斯坦光电效应方程以及意义。

（3）了解康普顿效应。

（4）根据实验说明光的波粒二象性。

知道光是一种概率波。

（5）知道实物粒子具有波动性。

知道电子云。

初步了解不确定性关系。

（6）通过典型事例了解人类直接经验的局限性。

体会人类对世界的探究是不断深入的。

例1 通过电子衍射实验，初步了解微观粒子的波粒二象性，体会人类对于物质世界认识的不断深入。

2．活动建议阅读有关微观世界的科普读物，写出读书体会。

新课程学习17．2 科学的转折：光的粒子性★新课标要求（一）知识与技能1．通过实验了解光电效应的实验规律。

2．知道爱因斯坦光电效应方程以及意义。

3．了解康普顿效应，了解光子的动量（二）过程与方法经历科学探究过程，认识科学探究的意义，尝试应用科学探究的方法研究物理问题，验证物理规律。

（三）情感、态度与价值观领略自然界的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲，乐于探究自然界的奥秘，能体验探索自然规律的艰辛与喜悦。

★教学重点光电效应的实验规律★教学难点爱因斯坦光电效应方程以及意义★教学方法教师启发、引导，学生讨论、交流。

★教学用具：投影片，多媒体辅助教学设备★课时安排2 课时★教学过程（一）引入新课提问：回顾前面的学习，总结人类对光的本性的认识的发展过程？（多媒体投影，见课件。

）学生回顾、思考，并回答。

教师倾听、点评。

光的干涉、衍射现象说明光是电磁波，光的偏振现象进一步说明光还是横波。

19世纪60年代，麦克斯韦又从理论上确定了光的电磁波本质。

然而，出人意料的是，正当人们以为光的波动理论似乎非常完美的时候，又发现了用波动说无法解释的新现象——光电效应现象。

对这一现象及其他相关问题的研究，使得人们对光的又一本质性认识得到了发展。

量子、光的粒子性【学习目标】1．了解黑体和黑体辐射的实验规律；2．知道普朗克提出的能量子的假说．3．理解光电效应的实验规律及光电效应与电磁理论的矛盾；4．理解爱因斯坦的光子说及光电效应的解释，了解光电效应方程，并会用来解决简单问题．【要点梳理】要点一、能量量子化1．热辐射（1）定义：我们周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关，所以叫热辐射．物体在任何温度下，都会发射电磁波，温度不同，所发射的电磁波的频率、强度也不同．物理学中把这种现象叫做热辐射．（2）热辐射的特性：辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而有所不同．当物体温度较低时（如室温），热辐射的主要成分是波长较长的电磁波（在红外线区域），不能引起人的视觉；当温度升高时，热辐射中较短波长的成分越来越强，可见光所占份额增大，如燃烧的炭块会发出醒目的红光．2．绝对黑体（简称黑体）（1）定义：在热辐射的同时，物体表面还会吸收和反射外界射来的电磁波．如果一个物体能够完全吸收入射到其表面的各种波长的电磁波而不发生反射，这种物体就是绝对黑体，简称黑体．所谓“黑体”是指能够全部吸收所有频率的电磁辐射的理想物体．绝对的黑体实际上是不存在的，但可以用某种装置近似地代替．（2）黑体辐射的实验规律：对于一般材料的物体，辐射的电磁波除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关．而黑体的辐射规律最为简单，黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关．随着温度的升高，一方面黑体辐射各种波长电磁波的本领都有所增加，另一方面辐射本领的极大值向波长较短的方向移动．辐射强度3．普朗克能量量子化假说（1）能量子． 黑体的空腔壁是由大量振子（振动着的带电微粒）组成的，其能量只能是某一最小能量值ε的整数倍．例如可能是ε或2ε、3ε、…．当振子辐射或吸收能量时，也是以这个最小能量值为单位一份一份地进行．这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子，h εν=，其中ν是电磁波的频率，h 是普朗克常量（346.62610J s h =⨯⋅－）．（2）能量的量子化．在微观世界里，能量不能连续变化，只能取分立值，这种现象叫做能量的量子化．（3）普朗克的量子化假设的意义．传统的电磁理论认为光是一种电磁波，能量是连续的，能量大小决定于波的振幅和光照时间．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了能量子假说，普朗克的能量子假说，使人类对微观世界的本质有了全新的认识，对现代物理学的发展产生了革命性的影响．普朗克常量危是自然界最基本的常量之一，它体现了微观世界的基本特征．4．什么样的物体可看成黑体（1）黑体是一个理想化的物理模型．（2）如图所示，如果在一个空腔壁上开一个很小的孔，那么射入小孔的电磁波在空腔内表面会发生多次反射和吸收，最终不能从空腔射出．这个小孔近似看成一个绝对黑体．（3）黑体看上去不一定是黑的，有些可看做黑体的物体由于自身有较强的辐射，看起来还会很明亮，如炼钢炉口上的小孔．一些发光体（如太阳、白炽灯丝）也被当作黑体来处理．要点二、光的粒子性1．光电效应现象19世纪末赫兹用实验验证了麦克斯韦的电磁场理论，明确了光的电磁波说．但赫兹也最早发现了光电效应现象．如图所示。