粤教版物理必修2同步教学课件：5.3-5.4 量子化现象　物理学——人类文明进步的阶梯

课件18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目标导航预习导引目标导航预习导引二一一、量子论的建立过程
1.普朗克提出能量子假说
(1)黑体及黑体辐射:黑体是能够吸收照射到它上面的全部辐射而无反射的物体.黑体辐射是指黑体发出的电磁辐射.
(2)经典物理学的困难:应用经典物理学的连续性的观念进行的理论分析与黑体实验结果不相符合.
(3)能量子假说:物质发射(或吸收)能量时,能量不是连续的,而是一份一份进行的,每一份就是一个最小的能量单位,称为能量子,能量子的能量ε=hν,ν是辐射的频率,h为普朗克常量,其值为h=6.63×10-34 J·s.目标导航预习导引二一2.爱因斯坦提出光子说
(1)光电效应现象及实验规律:光电效应指光照射金属表面时,有电子逸出的现象.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.
(2)经典物理学的困难:经典理论中“光的波动说”认为光是一种波,它的能量是连续的,与光的强度有关,而与光的频率无关,无法解释光电效应现象.
(3)光子说及其对光电效应的解释:光在传播过程中,也是不连续的,它由数值分立的能量值组成,称为光量子,也叫光子,其能量为ε=hν.
(4)光的本质:光既具有波动性,又具有粒子性,也就是光具有 波粒二象性.目标导航预习导引二一3.原子光谱分析
(1)氢原子光谱的特点:由一系列不连续的亮线组成的线状谱.
(2)原子能量的特点: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)的光子的能量是不连续的.目标导航二一预习导引二、物理学与人类的文明进步
1.物理学是自然科学的基础之一,物理学的研究成果和研究方法,在自然科学的各个领域起着重要作用.
2.物理学的发展推动了科学技术的高速发展,科学技术的高速发展又直接推动了人类社会的文明进步.一二三迁移应用典题例解知识精要一、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某个电子全部吸收,电子吸收的能量足够大时,能克服金属内部的引力做功,离开金属表面逃逸出来,成为光电子.根据能量守恒定律有 ,即光电子的最大初动能等于光子的能量减去金属的逸出功.一二三迁移应用典题例解知识精要【例1】 金属在一束频率为ν1的光照射下,恰能发生光电效应,改用另一束强度相同、频率为ν2(ν2>ν1)的光照射时,则(　　)
A.逸出的光电子初动能减小
B.逸出的光电子初动能增加
C.不能发生光电效应
D.逸出的光电子初动能不变
解析:由光电效应过程中的能量关系Ek=hν-W知道,用频率为ν2的光照射时,逸出的光电子最大初动能增加.B项正确.
答案:B一二三迁移应用典题例解知识精要一二三迁移应用典题例解知识精要(多选)光电效应实验的装置如图所示,则下面说法中正确的是(　　)
A.用紫外线照射锌板,验电器指针会发生偏转
B.用红外线照射锌板,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
答案:AD
解析: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.迁移应用典题例解一二三知识精要二、对光的本性的认识
光既有波动性,又有粒子性,无法只用其中的一种性质去说明光的一切行为,只能认为光具有波粒二象性.波动性与粒子性的对比:①波长较长时表现为波动性,波长较短时表现为粒子性;②大量粒子的集体表现为波动性,个别粒子表现为粒子性;③传播过程表现为波动性,与其他粒子作用时表现为粒子性.
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.一二三迁移应用典题例解知识精要【例2】 (多选)关于光的本性,下列说法中正确的是 (　　)
A.光子说并没有否定光的电磁说
B.光电效应现象反映了光的粒子性
C.光的波粒二象性是综合了牛顿的微粒说和惠更斯的波动说得出来的
D.大量光子产生的效果往往显示出粒子性,个别光子产生的效果往往显示出波动性
解析:光既有粒子性,又有波动性,但这两种特性并不是牛顿所支持的微粒说和惠更斯提出的波动说,它体现出的规律不再是宏观粒子和机械波所表现出的规律,而是自身体现的一种微观世界特有的规律.光子说和电磁说各自能解释光特有的现象,两者构成一个统一的整体,而微粒说和波动说是相互对立的.
答案:AB一二三迁移应用典题例解知识精要一二三迁移应用典题例解知识精要对光的认识,以下说法错误的是(　　)
A.个别光子的行为表现为粒子性,大量光子的行为表现出波动性
B.光的波动性是光子本身的一种属性,不是光子之间的相互作用引起的
C.光表现出波动性时,就不具有粒子性了,光表现出粒子性时,就不具有波动性了
D.光的波粒二象性应理解为在某种场合下光的波动性表现明显,在另外某种场合下,光的粒子性表现明显
答案:C
解析:个别光子的行为表现出粒子性,大量光子的行为表现出波动性;光与物质相互作用时表现出粒子性,光的传播规律表现出波动性,光的波动性和粒子性都是光的本质属性,光的波动性表现明显时仍具有粒子属性,因为波动性表现为粒子分布概率;光的粒子性表现明显时仍具有波动性,因为大量粒子的行为呈现出波动规律,故A、B、D正确,C错误,应选C项.知识精要迁移应用典题例解一二三三、氢原子光谱
氢原子能级是分立的、不连续的,处于高能级状态的氢原子不稳定,氢原子由高能级向低能级跃迁时辐射出一定频率的光子,hν=Em-En.知识精要迁移应用典题例解一二三【例3】 按照玻尔理论,一个氢原子中的电子从半径为ra的圆周轨道上自发地直接跃迁到一个半径为rb的圆周轨道上,ra>rb.关于原子发射光子的频率说法正确的是(　　)
A.原子要发出一系列频率的光子
B.原子要吸收一系列频率的光子
C.原子要发出某一频率的光子
D.原子要吸收某一频率的光子
解析:根据玻尔理论,电子从高能级向低能级跃迁时,原子要发出某一频率的光子,且满足hν=Em-En.所以选项C正确.
答案:C知识精要迁移应用典题例解一二三知识精要迁移应用典题例解一二三原子光谱的发现说明(　　)
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
答案:B
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.