《微观世界与量子论 》教案

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1、学案4　微观世界与量子论(选学)[学习目标定位]　1.初步了解爱因斯坦光量子说的内容，知道光具有波粒二象性.2.知道连续光谱与线光谱的概念.3.知道实物具有波粒二象性，知道物质波的概念．知识储备区一、光电效应1．光电效应当可见光和其他电磁辐射照射到金属表面上时，能从金属表面打出电子，这种现象叫做光电效应，而被打出的电子叫做光电子．2．光子表面上看起来连续的光波是一颗一颗以光速运动的粒子组成的粒子流，这些粒子不能再分割，只能被整个地吸收或产生出来，这种粒子称为光量子，简称光子．光子的能量E跟光的频率ν成正比，即

2、E＝hν.二、连续光谱与线光谱1．连续光谱：太阳光的光谱是从红到紫连续分布的，这叫做连续光谱．2．线光谱：在黑暗的背景上只有几条发亮的光谱线，这样的光谱叫做线状光谱，简称线光谱．三、实物粒子与波1．物质波：德布罗意把实物粒子所对应的波叫做物质波．2．辐射(例如光)显示出波粒二象性，实物也具有波粒二象性.学习探究区一、光电效应1．光电效应当可见光和其他电磁辐照射到金属表面上时，能从金属表面打出电子，这种现象叫做光电效应，而被打出的电子叫做光电子．2．光电效应的现象金属板存在极限频率，当入射光的频率高于极限频率时

3、能发生光电效应，当入射光的频率低于极限频率时，不能发生光电效应．3．经典物理学遇到的困难(1)理论：金属板受光波照射，板中电子接收的能量超过电子从金属板中脱离出来所需要的能量时，电子就会从金属板中脱离出来．(2)矛盾：当用低于某个极限频率的光波照射时，无论其强度多么大、照射的时间多么长，都不会有光电子产生，而用频率高于该极限频率的光波照射时，不论强度如何小，总是立即有光电子产生．4．爱因斯坦的光子说(1)内容：表面上看起来连续的光波是一颗一颗以光速运动的粒子组成的粒子流，这些粒子不能再分割，只能被整个地吸收或

4、产生出来．这种粒子称为光量子，简称光子．光子的能量E＝hν，h＝6.63×10－34J·s.(2)对光电效应规律的解释：①当光波照射到金属板上时，它同时接收到的是大量光子，若光波的频率较低，光子的能量小于电子从金属板中脱离出来所需要的能量，电子吸收一个光子后不能成为光电子，无电流产生．②若光波的频率高到一定程度，一个光子的能量大于电子从金属板中脱离出来所需要的能量，电子吸收了一个光子后就能从金属板中脱离出来而成为光电子．③单位时间内入射光子数越多，发生光电效应产生的光电子数越多，由光电子形成的光电流也就越大．

5、5．光的波粒二象性光是电磁波，具有波动性，光的光子说说明光又具有粒子性，由此我们可以得到光既具有波动性，又具有粒子性，也就是说光具有波粒二象性．二、连续光谱与线光谱1．光谱太阳光经过分光镜得到的彩色光带叫做光谱．2．连续光谱(1)定义：太阳光的光谱是从红到紫连续分布的．(2)产生：炽热的固体和液体、高压气体可发出连续光谱，如白炽灯的钨丝通电后被加热到3000℃时发出的是连续光谱．3．线状光谱(1)定义：在黑暗的背景上只有几条发亮的光谱线，这样的光谱叫做线状光谱，又简称线光谱．(2)产生：气态物质经加热或高压放

6、电后发出线状光谱．(3)连续光谱包含了各种不同频率的光，但线状光谱中每条光谱线都对应着一种频率，不同物质的线光谱不同，故可利用线光谱鉴别物质．4．对光谱的研究玻尔建立了氢原子光谱理论，能够很好地解释氢原子光谱，但不能解释氢原子以外的其他元素的原子光谱，在此基础上建立的量子理论在微观领域取得了巨大成功．三、实物粒子与波1．德布罗意波德布罗意认为：实物粒子和光一样具有波粒二象性．德布罗意把实物粒子所对应的波叫做物质波，也称德布罗意波．2．普通实物的波长很短如电子以107m/s速度运动时的波长λ电子≈0.7×10－

7、10m，以1m/s速度运动的垒球波长λ垒球≈6.6×10－34m．由于实物的波长很短，故我们难以观察到．典例精析一、对光电效应的了解例1　光电效应的实验结论是：对于某种金属(　　)A．无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应B．无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应C．超过极限频率的入射光强度越弱，所产生的光电子形成的光电流越大D．超过极限频率的入射光频率越高，能量就越大解析　根据光电效应规律知，选项A正确，B错误；超过极限频率的入射光强度越弱，产生的光电子形成的电流越小，选项C

8、错误；根据E＝hν知选项D正确．答案　AD二、对光的波粒二象性的了解例2　下列有关光的波粒二象性的说法中，正确的是(　　)A．有的光是波，有的光是粒子B．光子与电子是同样的一种粒子C．光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著D．大量光子的行为往往显示出粒子性解析　一切光都具有波粒二象性，有些行为(如干涉、衍射)表现出波动性，有些行为(如光电效应)表现出粒子性，所以，不能说有的光是波，有