(共5张PPT)
知识点 1 波粒二象性
5 微观世界的量子化
知识 清单破
1.光的波粒二象性
(1)光的波动性:光的干涉和衍射现象表明光是一种波,麦克斯韦进一步说明光是一种电磁
波。
(2)光的粒子性:光电效应等现象证明光具有粒子性。爱因斯坦提出了光子说,在空间传播的
光是不连续的,而是一份一份的,每一份叫作一个光量子,简称光子。光子说
成功解释了光电效应。
(3)光的波粒二象性:光既是电磁波,也是光子流,它是具有“波粒二象性”的电磁性物质。
2.微观粒子的波粒二象性
波粒二象性是微观世界的共性。实验已经证明电子、质子等实物粒子同样具有波动
性。
1.能量量子化:能量是一份一份的、不连续的,这在微观世界里是普遍的。
2.原子光谱的特点
金属钠原子发出的光,有两条分立的谱线位于可见光的黄色部分。氢原子的光谱在可见
光范围内有四条分立的明线。
3.能级
(1)根据量子力学的理论,原子的能量是量子化的,即一系列不连续的值,这些不连续的、量子
化的能量值称为能级。
(2)通常情况下,原子处于能量最低的状态(称为基态),这是最稳定的状态;能量较高的状态称
为激发态。
知识点 2 能量量子化
(3)原子受到高速运动的电子的撞击,有可能变到能量较高的状态(激发态)。
4.跃迁
(1)概念:当氢原子的能量发生变化时,只能从某个能级“跳跃”到另一个能级,这个过程称为
跃迁。
氢原子的能级示意图
(2)规律:从较低的能级跃迁到较高的能级,必须吸收能量;反之,则要释放出能量。这两个过程
中吸收或释放出的能量都等于两能级的能量差。
1.光具有波粒二象性,光没有静止质量,那么只有无静止质量的物体才具有波粒二象性,这种
说法正确吗
2.有同学认为,原子的发射光谱只有一些分立的亮线是因为原子的能级是分立的,但放出的光
子的能量不一定是分立的,这种说法正确吗
3.波粒二象性和能量量子化,符合人类几千年来观察身边自然现象而形成的既有观念吗
知识辨析
一语破的
1.不正确。波粒二象性是微观世界的共性,实验已经证明电子、质子等实物粒子同样具有波
动性。
2.不正确。放出的光子的能量也是分立的。
3.不符合。波粒二象性和能量量子化,是微观世界的奇异性质,它颠覆了人类几千年来观察身
边自然现象而形成的既有观念。第三章 电磁场与电磁波初步
5 微观世界的量子化
基础过关练
题组一 波粒二象性
1.(经典题)关于光的本质下列说法正确的是( )
A.有的光是波,有的光是粒子
B.光的衍射现象说明光具有粒子性
C.在任何情况下,光既具有波动性,又具有粒子性
D.光的波动性和粒子性是相互矛盾的
2.(多选题)下列关于波粒二象性说法正确的是( )
A.光的干涉现象说明光具有波动性
B.波能干涉,而电子是粒子,所以电子不会干涉
C.光的频率越低,粒子性越明显
D.光电效应现象揭示了光的粒子性
题组二 能量量子化
3.(多选题)1905年爱因斯坦提出了光量子理论,简称光子说。下列选项属于光子说内容的是( )
A.光也是一种电磁波
B.光在传播过程中是不连续的,它由数值分立的能量子组成,这个能量子叫光子
C.每个光子的能量为ε=hν,h为普朗克常量
D.光的能量是连续不可分割的
4.关于能量量子化,下列说法正确的是( )
A.微观粒子的能量变化是连续的
B.微观粒子的能量是不连续的,只能是某一最小能量值的整数倍
C.电磁波的波长越长,其能量子越大
D.能量子假说与宏观世界中对能量的认识相矛盾,因而它一定是错误的观点
5.(经典题)(多选题)下列关于氢原子光谱和能级的说法正确的是( )
A.氢原子光谱中的亮线是氢原子从高能级向低能级跃迁时释放出光子形成的
B.氢原子光谱不是连续的,是一些分立的亮线,说明了氢原子的能级是量子化的
C.原子能量越高原子越稳定
D.原子从高能态向低能态跃迁会放出光子,光子能量等于两个能级之差
6.被激发到第4能级的大量氢原子向低能级跃迁时辐射出各种频率的光,其中能量最小的光子来自( )
A.从第4能级到基态的跃迁
B.从第2能级到基态的跃迁
C.从第3能级到第2能级的跃迁
D.从第4能级到第3能级的跃迁
7.氢原子的能级示意图如图所示。在具有下列能量的光子中,能被n=2能级的氢原子吸收而使氢原子发生跃迁的是( )
A.2.55 eV B.1.92 eV
C.1.87 eV D.0.85 eV
答案与分层梯度式解析
5 微观世界的量子化
基础过关练
1.C 2.AD 3.BC 4.B 5.ABD 6.D 7.A
1.C 光具有波粒二象性,这是微观世界具有的特殊规律,A错误;在光的干涉、衍射现象中,光体现波动性,B错误;由于光具有波粒二象性,则在任何情况下,光既具有波动性,又具有粒子性,C正确;光的波粒二象性是指光有时表现为波动性,有时表现为粒子性,二者是统一的,D错误。
2.AD 光的干涉现象说明光具有波动性,A正确;实物粒子也具有波动性,也能发生干涉现象,B错误;光的频率越高,粒子性越明显,C错误;光电效应现象揭示了光的粒子性,D正确。
3.BC 光子说认为光在某些方面会表现得像是由一些粒子(即一个个有确定能量和动量的“光子”)组成的,A错误;光子说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,这个能量子叫光子,每个光子的能量为ε=hν,h为普朗克常量,B、C正确,D错误。
4.B 微观粒子的能量变化是不连续的,只能是某一最小能量值的整数倍,故A错误,B正确;根据ε=hν=,电磁波的波长越长,其能量子越小,故C错误;能量子假说与宏观世界中对能量的认识相矛盾,但它是正确的观点,故D错误。
5.ABD 原子处于能量越低的状态越稳定,C错误。
6.D 能量最小的光子来自能级差最小的跃迁,因为从n=4到低能态跃迁中,从n=4到n=3的能级差最小,则辐射出的光子的能量最小,选D。
7.A 被n=2能级的氢原子吸收而使氢原子发生跃迁,则吸收的光子能量需满足hν=Em-E2(m>2),由能级图可知E3-E2=1.89 eV,E4-E2=2.55 eV,所以A正确。
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