【物理学史】5原子物理、波粒二象性(量子初步)(选修3-5)
高中物理第四章波粒二象性4.1量子概念的诞生量子简介素材教科版选修3_5
量子简介量子（quantum）是现代物理的重要概念。
最早是由德国物理学家M·普朗克在1900年提出的。
他假设黑体辐射中的辐射能量是不连续的，只能取能量基本单位的整数倍。
后来的研究表明，不但能量表现出这种不连续的分离化性质，其他物理量诸如角动量、自旋、电荷等也都表现出这种不连续的量子化现象。
这同以牛顿力学为代表的经典物理有根本的区别。
量子化现象主要表现在微观物理世界。
描写微观物理世界的物理理论是量子力学。
量子一词来自拉丁语quantus，意为“有多少”，代表“相当数量的某物质”。
在20世纪的前半期，出现了新的概念。
许多物理学家将量子力学视为了解和描述自然的基本理论。
在量子出现在世界上100多年间，经过普朗克等许多科学家的不懈努力，已初步建立量子力学理论。
后来，经玻尔等人的完善，达到了顶峰！在经典物理学中，根据能量均分定理：能量是连续变化的，可以取任意值。
19世纪后期，科学家们发现很多物理现象无法用经典理论解释。
当时德国物理界聚焦于黑体辐射问题的研究。
量子物理是研究量子化的物理分支，在1900年根据热辐射理论延伸建立量子理论。
由于M·普朗克试图解决黑体辐射问题，所以他大胆提出量子假设，并得出了普朗克辐射定律，沿用至今。
普朗克提出：像原子作为一切物质的构成单位一样，“能量子”（量子）是能量的最小单位，原子吸收或发射能量是一份一份地进行的。
普朗克在1900年12月14日的德国物理学学会会议中第一次发表能量量子化数值、一个分子摩尔（mol）的数值及基本电荷等。
其数值比以前更准确，提出的理论也成功解决了黑体辐射的问题，标志着量子力学的诞生。
量子假设的提出有力地冲击了经典物理学，促进物理学进入微观层面，奠基现代物理学。
但直到现在，物理学家关于量子力学的一些假设仍然不能被充分地证明，仍有很多需要研究的地方。
1905年，德国物理学家爱因斯坦把量子概念引进光的传播过程，提出“光量子”（光子）的概念，并提出光同时具有波动和粒子的性质，即光的“波粒二象性”。
波粒二象性ppt-人教版选修(3-5)PPT课件
物理学新纪元的到来――能量量子化的发现
一、黑体与黑体会有这种感觉？
自学提纲
1．热辐射：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，所以叫做热辐射 2．黑体：
①某种物体能够 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 。
②一般材料的物体，辐射的电磁波除与 温度 有关，还 与材料 的种类及表面状况有关。
（1）热辐射现象。
温度↑ 从看不出发光到暗红到橙色到黄白色。
热辐射特性: 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(能全部吸收各种波长的电磁波而不发生反射的物
体，称为绝对黑体，简称黑体)
思考与讨论： 一座建设中的楼房还没有安装窗子，尽管室内已经粉
在物理学晴朗天空的远处，还有两朵令人不安的乌云
——开尔文
乌云一：黑体辐射 乌云二：迈克尔逊实验 （以太问题）
正是这两朵乌云发展成为一场革命的风暴，浇灌 着两朵花蕾，事隔不到一年（1900年底），第一朵绽 放出量子论的花瓣，紧接着（1905年）第二朵绽放出 相对论的芳香。经典物理学的大厦被彻底动摇，物理 学发展到了一个更为辽阔的领域。
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自学提纲
1． 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。
人教版高中物理选修3-5章总结复习素材：第17章波粒二象性知识点
人教版高中物理选修3-5章总结复习素材：第17章波粒二象性知识点本页仅作为文档页封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March选修3-5知识点第十七章波粒二象性能量量子化一、黑体与黑体辐射1、热辐射：一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关。
物体在室温时，热辐射的主要成分是波长较长的电磁波，不能引起人的視觉。
当温度升高时，热辐射中较短波长的成分越来越强。
2、热辐射的特性：辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而有所不同。
3、黑体：物体表面能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射。
除了热辐射之外，物体表面还会吸收和反射外界射来的电磁波。
常温下我们看到的物体的颜色就是反射光所致。
一些物体在光线照射下看起来比较黑，那是因为它吸收电磁波的能力较强，而反射电磁波的能力较弱。
4、黑体辐射：辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关。
二、黑体辐射的实验规律1、从中可以看出，随着温度的升高，一方面，各种波长的强度有所增加，另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。
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実验基本一致，但在短波区与实验严重不符，不但不符，而且当趋于0时，辐射强度竟变成无穷大，这显然是荒谬。
三、能量子1、ε叫能量子，简称量子，能量是量子化的，只能一份一份地按不连续方式辐射或吸收能量。
2、普朗克常量：对于频率为ν的能量子最小能量：ε=hνh=10-34J/s。
——普朗克常量光的粒子性光是电磁波：光的干涉、衍射现象说明光是波。
一、光电效应的实验规律1、光电效应：即照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出，发射出来的电子叫光电子。
2、研究光电效应的电路图：①K在受到光照时能够发射光电子汗，②光电子在UAK电场作用下形成光电流，③阳极A 吸收阴极K发出的光电子。
新课标高考高中物理学史汇总
新课标高考高中物理学史汇总必修l、必修2、选修3-1、3-2一、力学：年，意大利物理学家伽利略在《两种新科学的对话》中用科学推理论证重物体和轻物体下落一样快。
并在比萨斜塔做了两个不同质量的小球下落的实验，证明了他的观点是正确的，推翻了古希腊学者亚里士多德的观点（即：质量大的小球下落快是错误的）。
年，德国的马德堡市做了一个轰动一时的实验——马德堡半球实验。
年，英国科学家牛顿在《自然哲学的数学原理》着作中提出了三条运动定律（即牛顿三大运动定律）。
世纪，伽利略通过构思的理想实验指出：在水平面上运动的物体若没有摩擦，将保持这个速度一直运动下去。
得出结论：力是改变物体运动的原因，推翻了亚里士多德的观点：力是维持物体运动的原因。
同时代的法国物理学家笛卡儿进一步指出：如果没有其它原因，运动物体将继续以同速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。
5.英国物理学家胡克对物理学的贡献：胡克定律。
经典题目：胡克认为只有在一定的条件下，弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比。
年，伽利略在《两种新科学的对话》一书中，运用观察——假设——数学推理的方法，详细研究了抛体运动。
7.人们根据日常的观察和经验，提出“地心说”，古希腊科学家托勒密是代表。
而波兰天文学家哥白尼提出了“日心说”，大胆反驳地心说。
世纪，德国天文学家开普勒提出开普勒三大定律。
9.牛顿于1687年正式发表万有引力定律。
1798年英国物理学家卡文迪许利用扭秤实验装置比较准确地测出了引力常量。
年，英国剑桥大学学生亚当斯和法国天文学家勒维烈（勒维耶）应用万有引力定律，计算并观测到海王星。
1930年，美国天文学家汤博用同样的计算方法发现冥王星。
11.我国宋朝发明的火箭是现代火箭的鼻祖，与现代火箭原理相同。
但现代火箭结构复杂，其所能达到的最大速度主要取决于喷气速度和质量比（火箭开始飞行的质量与燃料燃尽时的质量比）。
俄国科学家齐奥尔科夫斯基被称为近代火箭之父，他首先提出了多级火箭和惯性导航的概念。
高二物理 选修3-5 第十七章 波粒二象性
高二物理选修3－5 第十七章波粒二象性新课标要求1．内容标准（1）了解微观世界中的量子化现象。
比较宏观物体和微观粒子的能量变化特点。
体会量子论的建立深化了人们对于物质世界的认识。
（2）通过实验了解光电效应。
知道爱因斯坦光电效应方程以及意义。
（3）了解康普顿效应。
（4）根据实验说明光的波粒二象性。
知道光是一种概率波。
（5）知道实物粒子具有波动性。
知道电子云。
初步了解不确定性关系。
（6）通过典型事例了解人类直接经验的局限性。
体会人类对世界的探究是不断深入的。
例 1 通过电子衍射实验，初步了解微观粒子的波粒二象性，体会人类对于物质世界认识的不断深入。
2．活动建议阅读有关微观世界的科普读物，写出读书体会。
新课程学习17．2 科学的转折：光的粒子性★新课标要求（一）知识与技能1．通过实验了解光电效应的实验规律。
2．知道爱因斯坦光电效应方程以及意义。
3．了解康普顿效应，了解光子的动量（二）过程与方法经历科学探究过程，认识科学探究的意义，尝试应用科学探究的方法研究物理问题，验证物理规律。
（三）情感、态度与价值观领略自然界的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲，乐于探究自然界的奥秘，能体验探索自然规律的艰辛与喜悦。
★教学重点光电效应的实验规律★教学难点爱因斯坦光电效应方程以及意义★教学方法教师启发、引导，学生讨论、交流。
★教学用具：投影片，多媒体辅助教学设备★课时安排2 课时★教学过程（一）引入新课提问：回顾前面的学习，总结人类对光的本性的认识的发展过程？（多媒体投影，见课件。
）学生回顾、思考，并回答。
教师倾听、点评。
光的干涉、衍射现象说明光是电磁波，光的偏振现象进一步说明光还是横波。
19世纪60年代，麦克斯韦又从理论上确定了光的电磁波本质。
然而，出人意料的是，正当人们以为光的波动理论似乎非常完美的时候，又发现了用波动说无法解释的新现象——光电效应现象。
对这一现象及其他相关问题的研究，使得人们对光的又一本质性认识得到了发展。
人教版高中物理选修3-5第17章《光的波粒二象性》知识点总结
第十七章：波粒二象性一、黑体辐射规律1、黑体：只吸收外来电磁波而不反射的理想物体2、黑体辐射的特点黑体的辐射强度按波长分布只与温度有关，与物体的材料和表面形状无关（一般物体的辐射强度按波长分布除与温度有关外，还与物体的材料、表面形状有关）；3、黑体辐射规律：① 随着温度的升高，任意波长的辐射强度都加强② 随着温度的升高，辐射强度的极大值向着波长减小的方向进行；4、普朗克的量子说：透过黑体辐射规律，普朗克认为：电磁皮的辐射和吸收，是不连续的，而是一份一份地进行的，每份叫一个能量子，能量为γεh =。
爱因斯坦受其启发，提出了光子说：光的传播和吸收也是一份一份地进行的，每一份叫一个光子，其能量为νεh =二、光电效应：说明了光具有粒子性，同时说明了光子具有能量1、光电效应现象紫外光照射锌板，锌板的电子获得足够的光子能量，挣脱金属正离子引力，脱离锌板成为光电子；锌板因失去电子而带上正电，于是与锌板相连的验电器也带上正电，金属箔张开。
2、实验原理电路图3、规律：① 存在饱和电流饱和电流：在光电管两端加正向电压时，单位时间到达阳极A 的光电子数增多，光电流越大；但当逸出的光电子全部到达阳极后，再增加正向电压，光电流就达到最大饱和值，称为饱和电流。
② 存在遏止电压在光电管两端加反向电压时，单位时间内到达阳极A 的光电子数减少，光电流减小；当反射电压达到某一值U C 时，光电流减小为零，U C 就叫“遏止电压”。
③ 存在截止频率a 、 截止频率的定义：任何一种金属都有一个极限频率ν0，入射光的频率低于 “极限频率”ν0时，无论入射光多强，都不能发生光电效应，这个极限频率称为 截止频率。
b 、“逸出功”定义：电子从金属表面脱离金属所需克服金属正离子的引力所做的最小功。
要发生光电效应，入射光的能量（h ν）要大于 “逸出功（W ）” 即： 00W hv =④ 光电效应的“瞬时性”——因光电效应发生的时间，即为一个光子与一个电子能量交换 的时间，所以不管光强度如何，发生光电效应的时间极短，不超过10-9s 。
选修3-5 教案 第十七章 波粒二象性
第十七章波粒二象性17．1 能量量子化：物理学的新纪元★新课标要求（一）知识与技能1．了解什么是热辐射及热辐射的特性，了解黑体与黑体辐射2．了解黑体辐射的实验规律，了解黑体热辐射的强度与波长的关系3．了解能量子的概念（二）过程与方法了解微观世界中的量子化现象。
比较宏观物体和微观粒子的能量变化特点。
体会量子论的建立深化了人们对于物质世界的认识。
（三）情感、态度与价值观领略自然界的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲，乐于探究自然界的奥秘，能体验探索自然规律的艰辛与喜悦。
★教学重点：能量子的概念★教学难点：黑体辐射的实验规律★教学方法：教师启发、引导，学生讨论、交流。
★教学用具：投影片，多媒体辅助教学设备★课时安排：1 课时★教学过程（一）引入新课教师：介绍能量量子化发现的背景：（多媒体投影）19世纪末页，牛顿定律在各个领域里都取得了很大的成功：在机械运动方面不用说，在分子物理方面，成功地解释了温度、压强、气体的内能。
在电磁学方面，建立了一个能推断一切电磁现象的 Maxwell方程。
另外还找到了力、电、光、声----等都遵循的规律---能量转化与守恒定律。
当时许多物理学家都沉醉于这些成绩和胜利之中。
他们认为物理学已经发展到头了。
1900年，在英国皇家学会的新年庆祝会上，著名物理学家开尔文作了展望新世纪的发言：“科学的大厦已经基本完成，后辈的物理学家只要做一些零碎的修补工作就行了。
”也就是说：物理学已经没有什么新东西了，后一辈只要把做过的实验再做一做，在实验数据的小数点后面在加几位罢了！但开尔文毕竟是一位重视现实和有眼力的科学家，就在上面提到的文章中他还讲到：“但是，在物理学晴朗天空的远处，还有两朵令人不安的乌云，----”这两朵乌云是指什么呢？一朵与黑体辐射有关，另一朵与迈克尔逊实验有关。
然而，事隔不到一年（1900年底），就从第一朵乌云中降生了量子论，紧接着（1905年）从第二朵乌云中降生了相对论。
高中物理选修3-5《波粒二象性》教学课件(全章)
EKm只与频率有关，而 与强度无关。 光电效应是瞬时效应。 饱和光电流与入射光 的强度成正比。
经典理论只能解释第4条规律。
四、爱因斯坦的光子说
1、内容：光不仅在发射和吸收时能量是 一份一份的，而且频率为γ的光本身是由 大量能量为hγ的光（量）子组成的，这 些光子沿光的传播方向以光速 c 运动。 2.爱因斯坦光电效应方程
爱因斯坦由于对光电效 应的理论解释和对理论 物理学的贡献获得1921 年诺贝尔物理学奖
。
密立根由于研究基本电荷和 光电效应，特别是通过著名 的油滴实验，证明电荷有最 小单位。获得1923年诺贝尔 物理学奖
密立根的实验的目的是：测量金属的遏止电 压UC与入射光频率γ，由此算出普朗克常数h。 UC/V
表明锌板在紫外线照射下失去电子而带正电。
一、光电效应现象
在光(包括不可见光)的照射下，从物 体发射电子的现象叫做光电效应。 发射出来的电子叫做光电子。
二、光电效应的实验规律
光线经石英窗照在阴极 上，便有电子逸出---光电子。
阳 极
A
K
阴 极
光电子在电场作用下
形成光电流。
V
G
1、每种金属都存在截止频率（极限频率）γc ；
这两朵乌云是指什么呢？
一朵与黑体辐射有关，
另一朵与迈克尔逊实验有关。 事隔不到一年(1900年底)，就从第一朵乌 云中降生了量子论，紧接着(1905年)从第二朵 乌云中降生了相对论。经典物理学的大厦被彻 底动摇，物理学发展到了一个更为辽阔的领域。 正可谓“山重水复疑无路, 柳暗花明又一村
§17.1能量量子化： 物理学的新纪元
中比起波动的研究方法来，如果说是过于忽视了粒 子的研究方法的话，那么在实物的理论中，是否发 生了相反的错误呢？是不是我们把粒子的图象想得 太多，而过分忽略了波的现象呢”于是他提出假设 “实物粒子也具有波动性”。
物理：5.3《波粒二象性》课件(鲁科版选修3-5)
例题2 (1)电子动能Ek=100eV；(2)子弹动量 p=6.63×106kg.m.s-1, 求德布罗意波长。 解 (1)因电子动能较小，速度较小，可用非相对 论公式求解。 1 2 p2
Ek mυ , 5.93 10 6 2 2m
24
p mυ 2mEk 5.4 10
(2)子弹:
h h =1.23Å mυ p h
p
= 1.0×10-40m
h= 6.63×10-34
可见，只有微观粒子的波动性较显著；而宏观 粒子(如子弹)的波动性根本测不出来。
一个质量为m的实物粒子以速率v 运动时，即具有以能 量E和动量P所描述的粒子性，同时也具有以频率和波长 所描述的波动性。
能量为E、动量为p的粒子与频率为v、波长为 的波相联系，并遵从以下关系：
E mc h
2P Leabharlann m h这种和实物粒子相联系的波称为德布罗意波(物 质波或概率波),其波长称为德布罗意波长。
一切实物粒子都有波动性
后来，大量实验都证实了：质子、中子和原子、分 子等实物微观粒子都具有波动性，并都满足德布洛意关 系。 一颗子弹、一个足球有没有波动性呢？ ： 质量 m = 0.01kg，速度 v = 300 m/s 的子弹的德布 洛意波长为
德布罗意关系
Eh
＝h P
如电子m=9.110-31Kg，速 度v=5.0107m/s, 对应的德 布罗意波长为：
如速度v=5.0102m/s飞行的子 弹，质量为m=10-2Kg，对应的 德布罗意波长为：
h 1.3 10 25 nm mv
太小测不到！
高中物理选修3-5波粒二象性知识点总结
⾼中物理选修3-5波粒⼆象性知识点总结 波粒⼆象性是⾼考常考的内容，也是⾼中物理选修3-5课本中的重要知识点，下⾯是店铺给⼤家带来的⾼中物理波粒⼆象性知识点，希望对你有帮助。
⾼中物理选修3-5波粒⼆象性知识点 ⼀、能量量⼦化 1、量⼦理论的建⽴：1900年德国物理学家普朗克提出振动着的带电微粒的能量只能是某个最⼩能量值ε的整数倍，这个不可再分的能量值ε叫做能量⼦ ε= hν h为普朗克常数(6.63×10-34J.S) 2、⿊体：如果某种物体能够完全吸收⼊射的各种波长电磁波⽽不发⽣反射，这种物体就是绝对⿊体，简称⿊体。
3、⿊体辐射：⿊体辐射的规律为：温度越⾼各种波长的辐射强度都增加，同时，辐射强度的极⼤值向波长较短的⽅向移动。
(普朗克的能量⼦理论很好的解释了这⼀现象) ⼆、科学的转折光的粒⼦性 1、光电效应(表明光⼦具有能量) (1)光的电磁说使光的波动理论发展到相当完美的地步，但是它并不能解释光电效应的现象。
在光(包括不可见光)的照射下从物体发射出电⼦的现象叫做光电效应，发射出来的电⼦叫光电⼦。
(实验图在课本) (2)光电效应的研究结果： 新教材：①存在饱和电流，这表明⼊射光越强，单位时间内发射的光电⼦数越多;②存在遏⽌电压：;③截⽌频率：光电⼦的能量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;④效应具有瞬时性：光电⼦的发射⼏乎是瞬时的，⼀般不超过10-9s。
⽼教材：①任何⼀种⾦属，都有⼀个极限频率，⼊射光的频率必须⼤于这个极限频率，才能产⽣光电效应;低于这个频率的光不能产⽣光电效应;②光电⼦的最⼤初动能与⼊射光的强度⽆关，只随着⼊射光频率的增⼤⽽增⼤;③⼊射光照到⾦属上时，光电⼦的发射⼏乎是瞬时的，⼀般不超过10-9s;④当⼊射光的频率⼤于极限频率时，光电流的强度与⼊射光的强度成正⽐。
(3)光电管的玻璃泡的内半壁涂有碱⾦属作为阴极K(与电源负极相连)，是因为碱⾦属有较⼩的逸出功。
人教版选修3-5第17章《波粒二象性》
人教版选修3-5第17章《波粒二象性》一、程标准a)内容标准1．了解微观世界中的量子化现象。
比较宏观物体和微观粒子的能量变化特点。
体会量子论的建立深化了人们对于物质世界的认识。
2．通过实验了解光电效应。
知道爱因斯坦光电效应方程及其意义。
3．了解康普顿效应。
4．根据实验说明光的波粒二象性。
知道光是一种概率波。
5．知道实物粒子具有波动性。
知道电子云。
初步了解不确定性关系。
6．通过典型事例了解人类直接经验的局限性。
体会人类对世界的探究是不断深入的。
b)活动建议阅读有关微观世界的科普读物，写出读书体会。
从课程标准中的行为动词可以看出，教学设计中要求我们突出主线、突出思路，而不去究深。
要求教学中重视物理学史、突出研究过程和物理图景的构建、做好实验、组织好分组讨论、指导思辨理清线索、用好比较法、提高学生科学素养。
二、课时分配建议第一单元1、能量量子化：物理学的新纪元1学时第二单元2、科学的转折：光的粒子性2学时第三单元3、崭新的一页：粒子的波动性2学时4、概率波1学时5、不确定性关系1学时三、各节教学设计（一）能量量子化：物理学的新纪元1学时1、教材分析本节的重点是对黑体辐射能量在不同温度下与波长的关系的研究，得出了辐射能量的不连续性，提出了能量量子化假说。
教材着重介绍了研究不同温度下黑体辐射强度与波长关系时，经典理论结果与实验事实之间产生的矛盾：维恩公式在短波区与实验几乎一致，而在长波区则偏离很大；瑞利公式在长波区与实验几乎一致，而在短波区出现了“紫外灾难”。
为了解决此矛盾，德国物理学家普朗克认为黑体辐射的能量是不连续的，是能量子ε的整数倍关系，即能量量子化。
对于这部分内容，教材是按历史的发展展开的，．目的是使学生能从前辈大师的工作中体会科学探究。
应该看到，前人科学探究的历史是科学方法与科学精神教育的好素材。
2、教学建议教学中宜突出线索，不在黑体概念上做文章，发挥学生学习的自主性。
可以采用问题引导、学生自学、梳理思路、讨论合作的形式组织课堂教学。
人教版高中物理选修3--5第十七章波粒二象性17-3粒子的波动性(共26张PPT)
科学视野
动惠 托马
说更 斯·杨
斯 波
双缝
牛
干涉 实验
顿
磁麦
说克
菲涅 耳衍
斯
赫兹 电磁
射实 韦 波实
验电
验
微
1690 粒 1801 1814 1672 说
18641888190159116922
占 说牛 主
顿导 微地 粒位
赫兹
子爱
发现
说因 密立
光电 效应
波动说渐成真理
斯 根光
阴极
栅极
多晶 薄膜
或薄金属片后，也象X射线 K G Cs
一样产生衍射现象。
1927年 G.P.汤姆逊（J.J.
U
汤姆逊之子） 也独立完成
高压
屏P
了电子衍射实验。与 C.J.
戴维森共获 1937 年诺贝
尔物理学奖。
此后，人们相继证实了原子、 分子、中子等都具有波动性。 电子衍射图样
三、物质波的实验验证
从波动光学可知，由于显微镜的分辨本领与 波长成反比，光学显微镜的最大分辨距离大于 0.2 μm，最大放大倍数也只有1000倍左右．
自从发现电子有波动性后，电子束德布罗意 波长比光波波长短得多，而且极方便改变电子 波的波长，这样就能制造出用电子波代替光波 的电子显微镜．
电子显微镜
电子显微镜下的灰尘
电子显微镜下的薰衣草叶子
坦 光
电效 应实
验
波 动 性
T /年
粒
康普 顿效
应
子 性
科学视野
动惠 说更
斯 波
1690 1672
说牛 顿 微 粒
磁麦பைடு நூலகம்
选修3-5 第二、三、四章知识点总结_波粒二象性_原子结构_原子核
选修3-5 第二章、第三章、第四章知识点总结第二章 波粒二象性知识梳理1、光电效应①光电效应现象：在弧光灯的照射下，锌板中有一部分电子吸收了光能，挣脱了原子核的束缚，飞离金属表面，使锌板带上正电。
②光电效应定义：物体在光（包括不可见光）的照射下发射电子的现象称为光电效应。
③光电子：物体在光的照射下发射出来的电子。
④当入射光的频率大于极限频率时，光电流强度与入射光的强度成正比。
（光强即光电强度，简单来说就是电子个数多少）。
⑤锌板带正电，验电器指针带正电。
2、光电管：利用光电效应制成的一种常见的光电器件。
①用途：光电管应用在各种自动化装置及有声电影、无线电传真、光纤通信等技术装置里。
②原理：光电管的阴极表面敷有碱金属，对电子的束缚能力比较弱，在光的照射下容易发射电子，阴极发出的电子被阳极收集，在回路中形成电流，称为光电流。
注意：①光电管两极加上正向电压，可以增强光电流。
②光电流的大小跟入射光的强度和正向电压有关，与入射光的频率无关。
入射光的强度越大，光电流越大。
3、 物体在光照的条件下发射电子而发生光电效应现象时遵循如下规律：（1）对于任何一种金属，入射光的频率必须大于某一极限频率才能产生光电效应，低于这个极限频率，无论强度如何，无论照射时间多长，也不能产生光电效应；（2）在单位时间里从金属极板中发射出的光电子数跟入射光的强度成正比；（3）发射出的光电子的最大初动能与入射光强度无关，只随入射光频率的增大而增大；（4）只要入射光的频率高于金属极板的极限频率，无论其强度如何，光电子的产生都几乎是瞬时的，不超过10—9s. 4、最大初动能：光电效应中从金属出来的电子，有的从金属表面直接飞出，有的从内部出来，沿途与其它粒子碰撞，损失部分能量，因此电子速度会有差异，直接从金属表面飞出的速度最大，其动能为最大初动能。
5、最大初动能的测定：①在强度和频率一定的光的照射下，回路中的光电流随着反向电压的增加而减小，当反向电压达到某一数值时，光电流将会减小到零，这时的电压称为遏止电压U 0 ②光电子出射时的最大初始动能：02max 21eU mv ③遏止电压与入射光的强度无关，与入射光的频率有关，随着入射光频率的增大而增大。
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【物理学史】5原子物理、波粒二象性（量子初步）（选修3-5）
《波粒二象性（量子初步）》
1、1900年，德国物理学家普朗克为解释物体热辐射规律提出：电磁波的发射和吸收不是连续的，而是一份一份的，把物理学带进了量子世界；受其启发1905年爱因斯坦提出光子说，成功地解释了光电效应规律，因此获得诺贝尔物理奖。
2、1922年，美国物理学家康普顿在研究石墨中的电子对X射线的散射时——康普顿效应，证实了光的粒子性。
（说明动量守恒定律和能量守恒定律同时适用于微观粒子）
3、1913年，丹麦物理学家玻尔提出了自己的原子结构假说，成功地解释和预言了氢原子的辐射电磁波谱，为量子力学的发展奠定了基础。
4、1924年，法国物理学家德布罗意大胆预言了实物粒子在一定条件下会表现出波动性；
5、1927年美、英两国物理学家得到了电子束在金属晶体上的衍射图案。
电子显微镜与光学显微镜相比，衍射现象影响小很多，大大地提高了分辨能力，质子显微镜的分辨本能更高。
《原子物理学》
1、1858年，德国科学家普里克发现了一种奇妙的射线——阴极射线（高速运动的电子流）。
2、1906年，英国物理学家汤姆生发现电子，获得诺贝尔物理学奖。
3、1913年，美国物理学家密立根通过油滴实验精确测定了元电荷e电荷量，获得诺贝尔奖。
4、1897年，汤姆生利用阴极射线管发现了电子，说明原子可分，有复杂内部结构，并提出原子的枣糕模型。
5、1909－1911年，英国物理学家卢瑟福和助手们进行了α粒子散射实验，并提出了原子的核式结构模型。
由实验结果估计原子核直径数量级为10 -15m。
6、1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮核，第一次实现了原子核的人工转变，并发现了质子。
预言原子核内还有另一种粒子，被其学生查德威克于1932年在α粒子轰击铍核时发现，由此人们认识到原子核由质子和中子组成。
7、1885年，瑞士的中学数学教师巴耳末总结了氢原子光谱的波长规律——巴耳末系。
8、1913年，丹麦物理学家波尔最先得出氢原子能级表达式；
9、1896年，法国物理学家贝克勒尔发现天然放射现象，说明原子核有复杂的内部结构。
天然放射现象：有两种衰变（α、β），三种射线（α、β、γ），其中γ射线是衰变后新核处于激发态，向低能级跃迁时辐射出的。
衰变快慢与原子所处的物理和化学状态无关。
10、1896年，在贝克勒尔的建议下，玛丽-居里夫妇发现了两种放射性更强的新元素——钋（Po）镭（Ra）。
11、1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮核，第一次实现了原子核的人工转变，发现了质子，
并预言原子核内还有另一种粒子——中子。
12、1932年，卢瑟福学生查德威克于在α粒子轰击铍核时发现中子，获得诺贝尔物理奖。
13、1934年，约里奥－居里夫妇用α粒子轰击铝箔时，发现了正电子和人工放射性同位素。
14、1939年12月，德国物理学家哈恩和助手斯特拉斯曼用中子轰击铀核时，铀核发生裂变。
63、1942年，在费米、西拉德等人领导下，美国建成第一个裂变反应堆（由浓缩铀棒、控制棒、减速剂、水泥防护层等组成）。
15、1952年美国爆炸了世界上第一颗氢弹（聚变反应、热核反应）。
人工控制核聚变的一个可能途径是：利用强激光产生的高压照射小颗粒核燃料。
16、1932年发现了正电子，1964年提出夸克模型；
粒子分三大类：媒介子－传递各种相互作用的粒子，如：光子；
轻子－不参与强相互作用的粒子，如：电子、中微子；
强子－参与强相互作用的粒子，如：重子（质子、中子、超子）和介子，强子由更基本的粒子夸克组成，夸
克带电量可能为元电荷的
1
3
±或
2
3
±。