高中物理 第五章 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.ppt

第三节量子化现象 第四节物理学 人类文明进步的阶梯 一 黑体辐射 能量子假说的提出1 黑体 如果一个物体能够吸收照射到它上面的全部辐射 而 这种物体就称为黑体 2 黑体辐射 黑体发出的 电磁辐射 3 能量子假说 所谓能量子就是能量的 微观领域里能量的变化总表现为电磁波的辐射与吸收 不同频率的电磁波其能量子的值不同 表达式为 h 是电磁波的频率 h称为普朗克常量 由实验测得h 6 63 10 34j s 4 能量量子化 微观领域中能量的 即只能 取分立值的现象 不连续变化 无反射 最小单位 二 光子说 对光电效应的解释1 光电效应 当光线 包括不可见光 照射到金属表面时 有 从金属表面逸出的现象 从金属表面逸出来的电子称 为光电子 电子 2 爱因斯坦光子假说 光子 光在传播的过程中 能量是不连续的 它由数值分立的能量子组成 这些能量子称为光量子 也称为 其能量 h 三 波粒二象性和原子光谱 波动性 粒子性 1 光的波粒二象性 大量实验表明 光既有 又具 有 即光具有波粒二象性 不连续 2 原子光谱 原子处于一系列 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 四 物理学对人类文明的贡献1 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 2 如果没有1909年物理学的 粒子散射实验和 的质能方程就不可能有今天核能的利用 爱因斯坦 3 18世纪得益于 和 的研究而发明了蒸汽机 带领人们进入蒸汽机时代 19世纪以 的发明和 的应用为标志的电力技术革命 使人类社会全面进入了电气化时代 属于20世纪最伟大的科学成就之一的原子能技术 把人类社会带进了原子时代 20世纪后期 和 又为人类创造了一个新时代 信息时代 牛顿力学 热学 电机 电力 电子信息技术 通信技术 要点1 光电效应 1 光电效应实验显示 用微弱的紫光照射金属表面能立即产生光电子 而用很强的红光照射 无论照射的时间多长 也没有光电子产生 2 光电效应实验表明 光电效应的产生取决于光的频率而与光的强度无关 3 光子说对光电效应的解释 1 一个电子只能吸收一个光子 2 电子吸收光子的能量向外 运动 时 要克服金属的束缚作用而消耗能量 叫做金属的逸出功 3 吸收的光子能量要足够克服金属的束缚作用 电子才能够发射出来 例1 如图5 3 1所示 一静电计与锌板相连 在a处用一紫外灯照射锌板 关灯后指针将保持一定偏角 图5 3 1 1 现用一带负电的金属小球与锌板接触 则静电计指针偏角将 选填 增大 减小 或 不变 2 使静电计指针回到零 再用相同强度的钠灯发出的黄光照射锌板 静电计指针无偏转 那么 若改用强度更大的红外线照射锌板 可观察到静电计指针 选填 有 或 无 偏转 解析 紫外线照射锌板 锌板发生光电效应 放出光电子 锌板及与它连在一起的静电计带正电 带负电小球与其接触后 中和一部分正电荷 静电计指针偏角减小 红外线比黄光的频率更低 更不可能发生光电效应 能否发生光电效应与入射光的强度无关 1 可见光的波长范围为 380 780 10 9m 光子的能量 为h 则可见光光子的能量大约为 b a 0 1 6evc 3 1 5 1ev b 1 6 3 1evd 5 1 7 0ev 要点2 光的本性与原子光谱 1 光既具有粒子性又具有波动性 即光具有波粒二象性 2 原子光谱是一条条不连续的谱线 说明原子的能量是不连续的 是量子化的 例2 关于对光的本性的理解 下列说法正确的是 a 光是一种机械波b 光是一种电磁波c 光是一种粒子d 光具有波粒二象性解析 把光理解为机械波是错误的 而把光理解为电磁波 一种粒子又是片面的 大量的事实证明光既具有粒子性又具有波动性 即光具有波粒二象性 答案 d 2 原子光谱的发现说明 b a 原子的能量是连续的b 原子的能量是量子化的c 只有氢原子的能量是量子化的d 所有物质的能量都是连续的解析 原子光谱说明原子的能量是量子化的 不只是氢原子这样 所有物质的原子都是这样的 光电效应产生的条件 例3 关于光电效应现象 下列说法正确的是 a 只要照射时间足够长 任何金属都能发射光电子b 只要光的强度足够强 任何金属都能发射光电子c 一种金属能否发射光电子 只与光的频率有关d 光的强度越大 产生的光电子能量越大错因 光电效应不能用经典物理学的观点去解释 它满足自己特有的规律 为了解释光电效应现象 爱因斯坦于1905年提出光子说