新课标高中同步辅导高中物理必修2课件 第6章 相对论与

发布于:2021-09-25 11:34:51

第2节 量子世界 学*目标 1.通过对简单现象的探究,理解热辐射、黑体、能量子等概念. 2.了解普朗克“量子假说”的背景,体会经典力学的局限性. 3.了解爱因斯坦“光量子说”的含义,知道光具有波粒二象性. 4.了解德布罗意的物质波假说及意义. 基础导学 一、“紫外灾难” 分子 、_____ 原子 受到激发而发射出_______ 电磁波 的现象. 1.热辐射:由于物体中的_____ 吸收 热辐射而不_____ 反射 热辐射的物体,它是物理学家为了研 2.黑体:能完全_____ 理想模型. 究热辐射的规律而设想的一个____________ 3.紫外灾难 波长 和_____ 温度 有关, (1)实验曲线:人们发现黑体的辐射能力与黑体的辐射波_____ 波长 、_____ 温度 之间关系的实验曲线. 并得出了黑体的辐出度与辐射波_____ 不符合. (2)紫外灾难:在推导符合实验曲线的公式时,发现结果与实验曲线________ 短波区 与实验吻合,_______ 长波区 偏离较大. ①维恩公式在_______ 长波区 与实验较一致, ②瑞利—金斯公式在_______ 在紫外区域的计算结果导致辐射 无限大 ,而实验结果却_______ 趋于零 ,这就是所说的紫外灾难. 能量_______ 二、不连续的能量 普朗克 在对黑体辐射进行探索和研究中,提出了崭新的量子 1.量子假说: _______ 假说. 2.量子假说的内容 整数倍 ,即 E 辐射 或 _____) 吸收 的能量 E 只能是某一最小能量单位的_______ (1)物体 _____( nε (n= 0,1,2,3,??). = ___ 量子 量子的能量 不连续 的,是一份份的,每一份能量叫做一个______ (2)能量是_______ c hν 频率 成正比,与波长成反比,即 ε=___=h ,h 为普朗克常数. 大小与_____ λ 不连续性 , 在 __________ 微观世界 中 量 子 化 是 明 显 的 , 3 . 量 子 化 : 本 质 是 __________ 微观物质系统 的存在是量子化的,物体之间传递的相互作用量是_______ 量子化 的, ________________ 变化 是量子化的. 物体的状态及其_____ 三、物质的波粒二象性 1.光的波动性 能量 (1)光的传播过程中主要表现为具有波动性,光波具有一定的______ 大量光子 的集体行为. (2)光的波动性是_________ 2.光的粒子性 粒子性 ,光子具有一定的能 (1)光在与其他物质发生相互作用时主要表现为 _______ 量 hν 和动量(p=h/λ). 例如, 光电效应是光子与金属原子相互作用时发生的现象. (2)光的粒子性是少数光子的个别行为. 3.光的波粒二象性 波动性 ,又具有_______ 粒子性 ,无法只用其中一种去说明光的一切行为, 光具有_______ 波粒二象性 波长越长,频率越低,_______ 波动性 越明显;波长越短,频 所以说光具有____________ 率越高,粒子性越明显.波动性是光子本身的一种属性. 4.物质波 德布罗意理论指出,每个运动的物质粒子都伴随着一种波,这种波称为物质 德布罗意 波.德布罗意理论揭示了物质(包括光和电子)的统一性. 波,又称为_________ 名师指点 一、对量子化假设的理解 1.量子化假设:普朗克提出物质辐射(或吸收)的能量 E 只能是某一最小能量 hc 单位的整数倍,E=nε,n=0,1,2,3??,n 叫做量子数.量子的能量:ε=hν= . λ 式中 h 为普朗克常数(h=6.63×10-34 J· s),ν 为频率,c 为真空的光速,λ 为光波 的波长. 2.原子的能量分布 (1)原子只能处于一系列不连续的能量状态. (2)原子的不同能量状态对应电子的不同运行轨道,即电子的轨道半径是不连 续的. (3)原子的能量状态变化时,要吸收(或辐射 )一定频率的光的能量 hν,因此原 子光谱是不连续的. 1.关于能量子假说,下列说法正确的是( ) A.为了解决黑体辐射的理论困难,爱因斯坦提出了能量子假说 B.能量子假说第一次提出了不连续的概念 C.能量的量子化就是能量的不连续化 D.能量子假说认为光在空间中的传播是不连续的 解析: 普朗克提出了能量子假说,它认为,物质辐射(或吸收)的能量 都是不连续的,是一份一份进行的.它不但解决了黑体辐射的理论困难, 而且重要的是提出了“量子”概念,揭开了物理学上崭新的一页,B、C正 确. 答案: BC 二、对物质的波粒二象性的理解 1.大量光子产生的效果显示出波动性,个别光子产生的效果显示出粒子性. 2.光子和电子、质子等实物粒子一样,具有能量和动量.和其他物质相互作 用时,粒子性起主导作用;在光的传播过程中,光子在空间各点出现的可能性的 大小(概率),由波动性起主导作用,因此称光波为概率波. 3.光子的能量与其对应的频率成正比,而频率是波动性特征的物理量,因此 ε=hν 揭示了光的粒子性和波动性之间的密切联系. 4.对不同频率的光子,频率低、波长长的光,波动性特征显著;而频率高、 波长短的光,粒子性特征显著. 5.实物粒子与波 (1)1924 年, 法国青年物理学家德布罗意在光具有波粒二象性的启发下, 提出 了一个大胆的观点:一切实物粒子(如电子、原子、分子等)都具有波粒二象性.德 布罗意把实物粒子所对应的波叫做物质波,又称为德布罗意波,波长表达式为 λ h = ,其中 λ 是波长,p= mv 称为动量, h 为普朗克常数. p (2)物质的波粒二象性在实践中的应用 电子显微镜的水*分辨率为 0.2 nm,垂直分辨率为 0.1 nm.达到了原子尺度, 如利用铁原子排成原子围栏. 2.下列说法正确的是( ) A.光与静止质量不为零的物质都具有波粒二象性 B.

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