物理必修2（配粤教）5.3-5.4《量子化现象、物理学——人类文明进步的阶梯》课件

(共26张PPT)
第三节　量子化现象
第四节　物理学——人类文明进步的阶梯
核心要点突破
课堂互动讲练
知能优化训练
课前自主学案
第三节　量子化现象
第四节　物理学——人类文明进步的阶梯
课标定位
课标定位
学习目标：1.了解黑体辐射现象．
2．了解光子说和光电效应规律．
3．了解光的波粒二象性．
4．了解原子发光机理．
重点难点：光电效应规律以及光子说对光电效应规律的解释．
课前自主学案
一、黑体辐射：能量子假说的提出
1．黑体辐射
(1)黑体：如果一个物体能够吸收照射到它上面的__________而无反射，这种物体就是黑体．
(2)黑体辐射：黑体发出的电磁辐射．
全部辐射
2．能量子假说
(1)能量子
①提出的目的：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的．
②含义：物质发射(或吸收)能量时，能量不是________，而是__________地进行的，每一份就是一个最小的能量单位．这个不可再分的最小的能量单位称为“能量子”．
连续的
一份一份
③能量子的能量ε＝_____.
即能量子的能量在数值上等于辐射的频率ν和一个常数h的乘积．
h是普朗克常量，h＝6.63×10－34 J·s.
(2)能量的量子化是指在微观领域中能量的不连续变化，即只能取________的现象．
hν
分立值
二、光子说：对光电效应的解释
1．光子说
概述：爱因斯坦于______年提出光子说．光在传播过程中，也是不连续的．它由数值分立的能量子组成．爱因斯坦称这些能量子为光量子，也称为“光子”．一个光子的能量为E＝hν，ν为光的频率，h为普朗克常量．
1905
2．光电效应
定义：当紫外线这一类波长较短的光照射金属表面时，金属便有______逸出，这种现象称为光电效应．从金属表面逸出的电子称为________．
3．光子说对光电效应的解释
(1)光照射到金属表面上，一个光子的能量被金属中某个电子吸收，电子吸收光子后，能量增加，若能量足够大，电子能克服原子核对它的束缚，离开金属表面，成为光电子．
(2)光电效应现象说明光具有________．
电子
光电子
粒子性
三、光的波粒二象性：光的本性揭示
1．爱因斯坦的光子说成功地解释了光电效应，说明光具有________，而在此之前，人们所观察到光的干涉、衍射、偏振等实验事实，清楚地显示光具有________，光既具有波动性又具有粒子性，也就是光具有____________．
2．在宏观上大量光子表现为波动性，在微观上个别光子与其他物质产生作用时往往表现为粒子性,即光具有波粒二象性.波粒二象性揭示了光的本性．
粒子性
波动性
波粒二象性
四、原子光谱：原子能量的不连续
1．原子光谱
按照经典理论，能量是连续变化的，由此氢原子发光的光谱就应该是包含一切频率的连续谱，而事实上氢原子光谱是由一系列________的亮线组成的________．
2．原子光谱的解释
(1)原子只能处于一系列________的能量状态中．
不连续
线状谱
不连续
(2)当原子从一种能量状态变化到另一种能量状态时，会辐射(或吸收)一定频率的光子，所辐射(或吸收)的光子的能量是________的．
五、物理学与自然科学——人类文明进步的基石
物理学是__________的基础之一，物理学的研究成果和研究方法，在自然科学的各个领域都起着重要的作用．
不连续
自然科学
六、物理学与现代技术——人类文明进步的推动力
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，都是在物理学中经过了长期的酝酿，在________和________取得突破，继而转化为技术成果的．
理论上
实验上
核心要点突破
光电效应的理解
1．光电效应的规律
每一种金属都有发生光电效应的极限频率ν0，入射光的频率必须大于这个极限频率才能产生光电效应；光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大；当入射光的频率大于极限频率时，光电流与入射光强度成正比；从光照射到物体至发射出光电子的时间几乎是瞬时的，一般不超过10－9s.
2．光电效应的解释
爱因斯坦于1905年提出光子说．光在空间的传播不是连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子，一个光子的能量为E＝hν,ν为光的频率，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，光子具有动量和能量．
光子说对光电效应的解释：当光子照射到金属上时,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，动能立刻就增加了，不需要积累能量的过程．如果电子的动能足够大，能够克服内部原子核对它的引力，就可以离开金属表面逃逸出来，成为光电子．
特别提醒：光电效应的实质：光现象转化为电现象．光电效应表明光具有粒子性．光子说能很好地解释光电效应现象，进一步表明微观世界中的量子化．
即时应用 (即时突破，小试牛刀)
(单选)某单色光照射某金属时不能产生光电效应,则下列措施中可能使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：选C.能否产生光电效应，取决于入射光的频率是否大于该金属的极限频率．
课堂互动讲练
光电效应
(双选)光电效应实验的装置如图5－3－1所示，则下面说法中正确的是(　　)
例1
图5－3－1
A．用紫外光照射锌板，验电器指针会发生偏转
B．用红外光照射锌板，验电器指针会发生偏转
C．锌板带的是负电荷
D．使验电器指针发生偏转的是正电荷
【精讲精析】　用紫外线照射连接灵敏验电器的锌板，验电器的指针会张开一个角度，进一步验证知道锌板带的是正电．这是由于在紫外线照射下，锌板中有一部分自由电子从表面飞出去，锌板缺少电子，于是带正电．验电器与锌板相连，验电器也带正电．所以选项A、D正确．
【答案】　AD
【方法总结】　正确认识光电效应现象发生的机理，熟记光电效应规律是解决光电效应问题的关键．
(单选)下列有关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
光的波粒二象性
例2
【精讲精析】　一切光都具有波粒二象性，光的有些行为(如干涉、衍射)表现出波动性，光的有些行为(如光电效应)表现出粒子性，所以，不能说有的光是波，有的光是粒子．
虽然光子与电子都是微观粒子，都具有波粒二象性．但电子是实物粒子，有静止质量，光子不是实物粒子，没有静止质量，电子是以实物形式存在的物质，光子是以场形式存在的物质，所以，不能说光子与电子是同样的一种粒子．
光的波粒二象性的理论和实验表明，大量光子的行为表现出波动性，个别光子的行为表现出粒子性．光的波长越长，衍射性越好，即波动性越显著；光的波长越短，其光子能量越大，个别或少数光子的作用就足以引起光接收装置的反应，所以其粒子性就很显著．
综上所述，本题正确答案为选项C.
【答案】　C
【方法总结】　把微粒与波对立是由于人们对自然界认识的局限，现代物理学对自然的认识，已经打破了这种局限，光既是波又是粒子，只是在不同环境条件下，它们显现的程度不同．
知能优化训练
本部分内容讲解结束
点此进入课件目录
按ESC键退出全屏播放
谢谢使用