量子化现象(高中物理)

一二三
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பைடு நூலகம்
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(多选)光电效应实验的装置如图所示,则下面说法中正确的是
() A.用紫外线照射锌板,验电器指针会发生偏转 B.用红外线照射锌板,验电器指针会发生偏转 C.锌板带的是负电荷 D.使验电器指针发生偏转的是正电荷 答案:AD 解析:用紫外线照射连接灵敏验电器的锌板,验电器的指针会张
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一、光子说对光电效应的解释
当光子照射到金属上时,它的能量可以被金属中某个电子全部吸
收,电子吸收的能量足够大时,能克服金属内部的引力做功,离开金 属表面逃逸出来,成为光电子.根据能量守恒定律有 12mv2=hν-W ,即 光电子的最大初动能等于光子的能量减去金属的逸出功.
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一二
2.爱因斯坦提出光子说 (1)光电效应现象及实验规律:光电效应指光照射金属表面时,有 电子逸出的现象.实验表明:光电效应的产生取决于光的频率而与 光的强度无关. (2)经典物理学的困难:经典理论中“光的波动说”认为光是一种波, 它的能量是连续的,与光的强度有关,而与光的频率无关,无法解释 光电效应现象. (3)光子说及其对光电效应的解释:光在传播过程中,也是不连续 的,它由数值分立的能量值组成,称为光量子,也叫光子,其能量为
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原子光谱的发现说明( ) A.原子的能量是连续的 B.原子的能量是量子化的 C.只有氢原子的能量是量子化的 D.所有物质的能量都是连续的 答案:B 解析:原子光谱说明原子的能量是量子化的,不只是氢原子这样, 所有物质的原子都是这样的.
不具有波动性了
D.光的波粒二象性应理解为在某种场合下光的波动性表现明显,
在另外某种场合下,光的粒子性表现明显
答案:C
解析:个别光子的行为表现出粒子性,大量光子的行为表现出波
动性;光与物质相互作用时表现出粒子性,光的传播规律表现出波
动性,光的波动性和粒子性都是光的本质属性,光的波动性表现明
显时仍具有粒子属性,因为波动性表现为粒子分布概率;光的粒子
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【例1】 金属在一束频率为ν1的光照射下,恰能发生光电效应,改 用另一束强度相同、频率为ν2(ν2>ν1)的光照射时,则( )
A.逸出的光电子初动能减小 B.逸出的光电子初动能增加 C.不能发生光电效应 D.逸出的光电子初动能不变 解析:由光电效应过程中的能量关系Ek=hν-W知道,用频率为ν2的 光照射时,逸出的光电子最大初动能增加.B项正确. 答案:B
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【例3】 按照玻尔理论,一个氢原子中的电子从半径为ra的圆周 轨道上自发地直接跃迁到一个半径为rb的圆周轨道上,ra>rb.关于原 子发射光子的频率说法正确的是( )
A.原子要发出一系列频率的光子 B.原子要吸收一系列频率的光子 C.原子要发出某一频率的光子 D.原子要吸收某一频率的光子 解析:根据玻尔理论,电子从高能级向低能级跃迁时,原子要发出 某一频率的光子,且满足hν=Em-En.所以选项C正确. 答案:C
第三节 量子化现象 第四节 物理学
——人类文明进步的阶梯
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学习 目标
重点 难点
1.初步了解微观世界中的量子化现象,能记住量子论的主 要内容. 2.能记住光电效应及光的波粒二象性. 3.了解物理学对人类文明进步的影响.
重点:光电效应及光的波粒二象性. 难点:光电效应及光的波粒二象性.
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二、物理学与人类的文明进步 1.物理学是自然科学的基础之一,物理学的研究成果和研究方法, 在自然科学的各个领域起着重要作用. 2.物理学的发展推动了科学技术的高速发展,科学技术的高速发 展又直接推动了人类社会的文明进步.
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对光的认识,以下说法错误的是( )
A.个别光子的行为表现为粒子性,大量光子的行为表现出波动性
B.光的波动性是光子本身的一种属性,不是光子之间的相互作用
引起的
C.光表现出波动性时,就不具有粒子性了,光表现出粒子性时,就
性表现明显时仍具有波动性,因为大量粒子的行为呈现出波动规律,
故A、B、D正确,C错误,应选C项.
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三、氢原子光谱 氢原子能级是分立的、不连续的,处于高能级状态的氢原子不稳定, 氢原子由高能级向低能级跃迁时辐射出一定频率的光子,hν=Em-En.
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开一个角度,进一步验证知道锌板带的是正电.这是由于在紫外线 照射下,锌板中有一部分自由电子从表面飞出去,锌板缺少电子,于 是带正电.验电器与锌板相连,验电器也带正电.所以选项A、D正确.
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二、对光的本性的认识 光既有波动性,又有粒子性,无法只用其中的一种性质去说明光 的一切行为,只能认为光具有波粒二象性.波动性与粒子性的对比: ①波长较长时表现为波动性,波长较短时表现为粒子性;②大量粒 子的集体表现为波动性,个别粒子表现为粒子性;③传播过程表现 为波动性,与其他粒子作用时表现为粒子性. 光的粒子性不同于宏观观念中的粒子,粒子性的含义是“不连续” 的,“一份一份”的,光的波动性也不同于宏观观念中的波,波动规律 决定光子在某点出现的概率,是一种概率波.
ε=hν. (4)光的本质:光既具有波动性,又具有粒子性,也就是光具有
波粒二象性.
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3.原子光谱分析 (1)氢原子光谱的特点:由一系列不连续的亮线组成的线状谱. (2)原子能量的特点:原子只能处于一系列不连续的能量状态中, 当原子从一种能量状态变化到另一种能量状态时,辐射(或吸收)一 定频率的光子,辐射(或吸收)的光子的能量是不连续的.
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【例2】 (多选)关于光的本性,下列说法中正确的是 ( ) A.光子说并没有否定光的电磁说 B.光电效应现象反映了光的粒子性 C.光的波粒二象性是综合了牛顿的微粒说和惠更斯的波动说得 出来的 D.大量光子产生的效果往往显示出粒子性,个别光子产生的效果 往往显示出波动性 解析:光既有粒子性,又有波动性,但这两种特性并不是牛顿所支 持的微粒说和惠更斯提出的波动说,它体现出的规律不再是宏观粒 子和机械波所表现出的规律,而是自身体现的一种微观世界特有的 规律.光子说和电磁说各自能解释光特有的现象,两者构成一个统 一的整体,而微粒说和波动说是相互对立的. 答案:AB
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一二
一、量子论的建立过程 1.普朗克提出能量子假说 (1)黑体及黑体辐射:黑体是能够吸收照射到它上面的全部辐射而 无反射的物体.黑体辐射是指黑体发出的电磁辐射. (2)经典物理学的困难:应用经典物理学的连续性的观念进行的理 论分析与黑体实验结果不相符合. (3)能量子假说:物质发射(或吸收)能量时,能量不是连续的,而是 一份一份进行的,每一份就是一个最小的能量单位,称为能量子,能 量子的能量ε=hν,ν是辐射的频率,h为普朗克常量,其值为 h=6.63×10-34 J·s.