高中物理第4章波粒二象性1量子概念的诞生2光电效应与光的量子说教师用书教科版选修3_5

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1、1．量子概念的诞生2．光电效应与光的量子说学习目标知识脉络1.了解热辐射及热辐射的特性，了解黑体与黑体辐射，了解黑体辐射的实验规律及黑体辐射电磁波强度随波长的分布曲线．(重点)2．了解普朗克提出的能量子的概念，了解量子论诞生的历史意义．3．知道光电效应中截止频率的概念及其与光的电磁理论的矛盾．(重点)4．知道光子说及其对光电效应的解释．(重点)5．掌握爱因斯坦光电效应方程并会用它来解决简单问题．(难点)量子概念的诞生1．热辐射我们周围的一切物体都在以电磁波的形式向外辐射能量，而且辐射强度随波长如何分布都与物体的温度相关，所以物理上把这种辐射称为热辐射，物体热辐射中随温度的升高，

2、辐射的较短波长的电磁波的成分越来越强．2．黑体与黑体辐射(1)黑体：如果某物体能够全部吸收外来电磁波而不发生反射，这种物体就称为绝对黑体，简称黑体．(2)黑体辐射的实验规律①一般材料的物体，辐射电磁波的情况，除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关．②黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的有关．随着温度的升高，一方面，各种波长的辐射强度都有增加；另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动．(3)维恩和瑞利的理论解释①建立理论的基础：依据经典理论的知识寻求黑体辐射的理论解释．②维恩公式：在短波区与实验非常接近，在长波区则与实验偏离很大．③瑞利公式：在长波区与实验基本一

3、致，但在短波区与实验严重不符，由理论得出的荒谬结果被称为“紫外灾难”．3．普朗克提出的能量子的概念(1)普朗克的假设振动的带电谐振子具有的能量是不连续的，只能取一些分立的值，即En＝nhν(n＝1,2,3，…)，即能量E只能取hν的整数倍，最小的一份能量ε＝hν称为能量子，式中ν是谐振动的频率，h是一个常数，称为普朗克常量．h＝6.62606876(52)×10－34J·s.(2)普朗克理论的意义①利用能量子的假设，普朗克推导出了实验相符的公式(即普朗克公式)成功的解决了黑体辐射问题．②普朗克在1900年把能量子列入物理学，正确地破除了“能量连续变化”的传统观念，成为新物理学思

4、想的基石之一．1．能吸收各种电磁波而不反射电磁波的物体叫黑体．(√)2．温度越高，黑体辐射电磁波的强度越大．(√)3．微观粒子的能量只能是能量子的整数倍．(√)4．能量子的能量不是任意的，其大小与电磁波的频率成正比．(√)5．光滑水平桌面上匀速运动的小球的动能也是量子化的．(×)1．黑体是指黑颜色的物体吗？【提示】　黑体不是指黑颜色的物体，是指能完全吸收电磁波的物体．2．为了得出同实验相符的黑体辐射公式，普朗克提出了什么样的观点？【提示】　普朗克提出了量子化的观点．量子化是微观世界的基本特点，其所有的变化都是不连续的．1．对黑体的理解绝对的黑体实际上是不存在的，但可以用某装置近

5、似地代替．如图411所示，如果在一个空腔壁上开一个小孔，那么射入小孔的电磁波在空腔内表面会发生多次反射和吸收，最终不能从空腔射出，这个小孔就成了一个绝对黑体．图4112．一般物体与黑体的比较热辐射特点吸收、反射特点一般物体辐射电磁波的情况与温度有关，与材料的种类及表面状况有关既吸收又反射，其能力与材料的种类及入射波长等因素有关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完全吸收各种入射电磁波，不反射3.黑体辐射的实验规律(1)温度一定时，黑体辐射强度随波长的分布有一个极大值．(2)随着温度的升高①各种波长的辐射强度都有增加；②辐射强度的极大值向波长较短的方向移动．如图41

6、2所示．图4124．普朗克的量子化假设的意义(1)普朗克的能量子假设，使人类对微观世界的本质有了全新的认识，对现代物理学的发展产生了革命性的影响，成为物理学发展史上一个重大转折点．(2)普朗克常量h是自然界最基本的常量之一，它体现了微观世界的基本特征．1．黑体辐射的实验规律如图413所示，由图可知(　　)图413A．随温度升高，各种波长的辐射强度都增加B．随温度降低，各种波长的辐射强度都增加C．随温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动D．随温度降低，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动E．温度降低，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动【解析】　由图可知，随温度升高，各种

7、波长的辐射强度都增加，且辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，当温度降低时，上述变化都将反过来，故A、C、D正确，B、E错误．【答案】　ACD2．下列叙述正确的是(　　)A．一切物体都在辐射电磁波B．一般物体辐射电磁波的情况只与温度有关C．一般物体辐射电磁波的情况只与材料有关D．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关E．黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波【解析】　根据热辐射定义知A对；根据热辐射和黑体辐射的特点知一般物体辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料种类和表面状况有关