高中物理 第6章 相对论与量子论初步 第2讲 量子世界课

第2讲 量子世界
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预课对2.习光堂点导讲练的学义习本质：光具有波粒二象性 ，它在一定条理梳巩件解理固下·深识应，化记用突·探点反出究拨馈
地表现出微粒性 ，实质是不连续性；而在另一些条件下，
又突出地表现出波动性 .
3.物质波：物理学家德布罗意进一步提出了 物质波理论，
根据这一理论，每个物质粒子都伴随着 一种波 ， 这 种 波
被称为物质波，又称为概率波，戴维孙、革末及汤姆孙的
电子衍射实验证实了物质波的存在.
4.结论：光与静止质量不为零的物质都具有波粒二象性 .
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想一想 如何理解光的波粒二象性？ 答案 光既具有波动性又具有粒子性.大量光子产生的效果显 示出波动性，个别(或少量)光子产生的效果显示粒子性；频 率低、波长长的光，波动性显著，而频率高、波长短的光， 粒子性显著.
(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.
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4.量子假说的“灵魂”有不连续性 温馨提示 在宏观世界中，量子化现象几乎显示不出来， 因此它的状态变化是连续的，由于在微观世界中主要特 征是量子化的，因此在宏观世界中总结出来的规律不能 适用于微观世界.
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(1)提出的目的：普朗克为了克服经典物理学对黑体辐射现
象解释的困难而提出的.
(2)含义：物体辐射(或吸收)的能量E只能是某一最小能量单
位的整数倍 .
E＝nε (n＝0,1,2,3，…)
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例1 关于量子假说，下列说法正确的是( )
A.为了解决黑体辐射的理论困难，爱因斯坦提出了量子
假说
B.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.量子假说认为电磁波在空间的传播是不连续的
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预三课对习、堂点导物讲练学义习质的波粒二象性
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1.物理学史 (1)光的微粒说的创始人是 牛顿，可以解释 光的反射、 光的颜色 等. (2)光的波动说的代表人物是 惠更斯. (3)光量子假设的提出者是 爱因斯坦，直到 康普顿 的发现
才验证了光量子假说的正确性.
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第6章——
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目标定位
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.
3.“紫外灾难”：
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(1)实验曲线：人们发现，黑体的单色辐出度与黑体的辐射
波 波长和 温度 有关，并得出了黑体的单色辐出度与辐射波
波长λ、 温度T之间关系的实验曲线.
(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 不符 .这个与实验不符的结果出现在紫外区.
(3)量子的能量：辐射中的一份能量就是一个量子.量子能
量的大小取决于辐射的波长，量子的能量ε与 频率ν 成正比. ε＝hν，公式中h＝ 6.63×10－34 J·s ，称为普朗克常量.
普朗克常量是普朗克引进的一个物理普适常数，是微观现
象量子特征的表征.
2.量子(化)含义 所谓量子(或量子化)，本质是 不连续性 .
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一、热辐射和能量量子化
1.热辐射
在任何温度下，任何物体都会发射电磁波.辐射强度按波长的

分布情况随物体的温度而有所不同.这是热辐射的一种特性.
同一物体在一定温度下所辐射的能量，在不同光谱区域的分
布是不均匀的，而且温度越高，光谱中与能量最大的辐射相
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想一想 是否只有高温物体才能辐射出电磁波 答案 物体在任何温度下(包括0 ℃以下)都会辐射各种波长 的电磁波.只是物体的辐射强度按波长分布情况不同.
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二、不连续的能量
1.普朗克的量子说
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解析 量子假说由普朗克提出，认为电磁波的发射和吸收 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，而且更重要的是提出了“量子”概念，揭开 了物理学上崭新的一页，选项B、C正确. 答案 BC
对应的频率也越高.
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预温课对习馨堂点导讲练提学义习示 热辐射是热传递的一种方式，它的理梳巩特解理固·点深识应是化记用·热探点反究拨馈 不凭借其他物体即可直接传播.
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3.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中.
一、“紫外灾难” 1.热辐射：因物体中的 分子、原子 受到激发而发射出 电磁波
的现象，称为热辐射.物体在任何温度下都会发生热辐射现
象.
2.黑体：黑体是物理学家为了研究热辐射的规律而设想的一 个理想化模型，它是一个能 完全吸收 热辐射而 不反射 热辐
射的物体.
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4.了解德布罗意的物质波假说及意义.
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栏目索引
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理梳巩解理固·深识应化记用·探点反究拨馈
1 预习导学 梳理·识记·点拨 2 课堂讲义 理解·深化·探究 3 对点练习 巩固·应用·反馈
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