伤城文章网 > 理化生 > [小初高学习](全国通用版)2018-2019高中物理 第十七章 波粒二象性 第一节 能量量子化 第_图文

[小初高学习](全国通用版)2018-2019高中物理 第十七章 波粒二象性 第一节 能量量子化 第_图文


小初高试卷教案习题集 第一节 第二节 光的粒子性 能量量子化 〔情 景 切 入〕 1990 年,德国物理学家普朗克提出了一个大胆的假 设:粒子的能量只能是某一最小能量值的整数倍。 这一假说不仅解决了热辐射问题,同时也改变了人 们对微观世界的认识。 光在爱因斯坦的眼里成了“粒子”,电子、质子等 在德布罗意看来具有了波动性…… 光到底是什么?实物粒子真的具有波动性吗?让我 们一起进入这种神奇的微观世界,去揭开微观世界 的奥秘吧。 〔知 识 导 航〕 本章内容涉及微观世界中的量子化现象。首先从黑 体和黑体辐射出发,提出了能量的量子化观点,进 而通过实验研究光电效应现象,用爱因斯坦的光子 说对光电效应的实验规律做出合理解释,明确了光 具有波粒二象性,进而将波粒二象性推广到运动的 实物粒子,提出了德布罗意波的概念,经分析和研 究得出光波和德布罗意波都是概率波以及不确定性 关系的结论。 本章内容可分为三个单元:(第一~二节)主要介绍 了能量量子化和光的粒子性;第二单元(第三节)介 小初高试卷教案习题集 小初高试卷教案习题集 绍了粒子的波动性;第三单元(第四~五节)介绍了 概率波和不确定性关系。 本章的重点是:普朗克的能量量子化假设、光电效 应、光电效应方程、德布罗意波。本章的难点是: 光电效应的实验规律和波粒二象性。 〔学 法 指 导〕 1.重视本章实验的理解。本章知识理论性很强,涉 及的新概念较多,也比较抽象,但它们作为物理量 都有其实验事实基础,所以在学习时要结合实验来 理解它们,就不会觉得那么抽象。 2.注意体会人类认识微观粒子本性的历史进程。人 类认识微观粒子本性的进程是波浪形的,在曲折中 前进, 旧的理论总是被新发现、 新的实验事实否定, 为解释新实验事实又提出新的理论。光电效应和康 普顿效应证明了光是一种粒子,但光的干涉和衍射 又证明了光是一种波, 因此光是一种波——电磁波, 同时光也是一种粒子——光子。也就是说光具有波 粒二象性。光在空间各点出现的概率是受波动规律 支配的,因此光是一种概率波。 3.学习本章知识会用到以前学过的知识, 如光的干 涉、衍射,弹性碰撞、动量定理和动能定理等,因 此可以有针对性地复习过去的这些知识,对顺利学 习本章内容会有帮助。 学 习 目 标 ※ ※ ※ ※※ ※ 认识黑体和黑体辐射的概念 理解能量子的概念,掌握计算能量子的方法 知道光电效应的实验规律 掌握爱因斯坦的光电效应方程 了解康普顿效应及光子的动量 知 识 导 图 小初高试卷教案习题集 小初高试卷教案习题集 知识点 1 黑体与黑体辐射 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。 (2)特征:热辐射强度按波长的分布情况随物体的__温度__而有所不同。 2.黑体 (1)定义:如果某种物体在任何温度下能够完全吸收入射的__各种波长的电磁波__而不 发生反射,这种物体就是绝对黑体,简称黑体。 (2)黑体辐射的特征: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。 3.黑体辐射的实验规律 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,如图所示。 (1)随着温度的升高,各种波长的辐射强度都__增加__; (2)随着温度的升高,辐射强度的极大值向波长__较短__的方向移动。 知识点 2 能量子 1.定义 普朗克认为,带电微粒的能量只能是某一最小能量值 ε 的__整数倍__,当带电微粒辐 射或吸收能量时, 也是以这个最小能量值为单位__一份一份__地辐射或吸收的, 这个不可再 分的最小能量值 ε 叫做能量子。 小初高试卷教案习题集 小初高试卷教案习题集 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 般取 h=6.63×10 -34 -34 J·s(一 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。 知识点 3 光电效应 1.光电效应 照射到金属表面的光,能使金属中的__电子__从表面逸出的现象。如图所示。 2.光电子 光电效应中发射出来的__电子__。 3.光电效应的实验规律 (1)存在着饱和光电流:在光的颜色不变的情况下,入射光越强,__饱和__电流越大。 这表明对于一定颜色的光,入射光越强,单位时间内发射的__光电子数__越多。 (2)存在着遏止电压和截止频率:光电子的最大初动能与入射光的__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__时不能发生光电效应。 (3)光电效应具有瞬时性:光电效应几乎是__瞬时__发生的,从光照射到产生光电流的 时间不超过__10 __s。 知识点 4 爱因斯坦的光电效应方程 1.光子 光不仅在发射和吸收时能量是__一份一份__的, 而且光本身就是由一个个不可分割的能 量子__组成的,频率为 ν 的光的能量子为 hν ,h 为普朗克常量。这些能量子后来被称为光 子。 2.爱因斯坦光电效应方程 在光电效应中,金属中的电子吸收一个光子获得的能量是__hν __,这些能量的一部分 用来克服金属的__逸出功__W0,剩下的表现为逸出后电子的初动能 Ek,即 -9 hν =__Ek+W0__或 Ek=__hν -W0__ 知识点 5 康普顿效应 小初高试卷教案习题集 小初高试卷教案习题集 1.光的散射 光在介质中与__物质微粒__相互作用, 因而传播方向发生改变, 这种现象叫做光的散射。 2.康普顿效应 美国物理学家康普顿在研究石墨对 X 射线的散射时, 发现在散射的 X 射线中, 除了与入 射波长 λ 0 相同的成分外,还有__波长大于 λ 0__的成分,这个现象称为康普顿效应。 知识点 6 光子的动量 1.表达式 h p=__ __ λ 2.说明 在康普顿效应中,入射光子与晶体中电子碰撞时,把一部分动量转移给_

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