(粵教版)第5章-第3節(jié)-量子化現(xiàn)象、-第4節(jié)-物理學(xué)-人類文明進(jìn)步的階梯

第三節(jié)量子化現(xiàn)象第四節(jié)物理學(xué)——人類文明進(jìn)步的階梯一、量子論的建立過程1．普朗克提出能量子假說．(1)黑體及黑體輻射：黑體是能夠吸收照射到它上面的________而無________的物體，黑體輻射是指黑體發(fā)出的________輻射．(2)經(jīng)典物理學(xué)的困難：應(yīng)用經(jīng)典物理學(xué)的________觀念，進(jìn)行的理論分析與黑體輻射實驗結(jié)果________．全部輻射反射電磁連續(xù)性不相符合(3)能量子假說：物質(zhì)發(fā)射(或吸收)能量時，能量不是________，而是________進(jìn)行的．每一份就是一個最小的能量單位，稱為“________”．能量子的能量E＝________，v為為輻射的頻率，h為__________，實驗測得h＝6.63×10－34J·s.2．愛因斯擔(dān)提出光子說．(1)光電效應(yīng)現(xiàn)象及實驗規(guī)律：光電效應(yīng)指光照射金屬外表時，有________逸出的現(xiàn)象．實驗說明：光電效應(yīng)的產(chǎn)生取決于光的________而與光的________無關(guān)．連續(xù)的一份一份能量子hν普朗克常量電子頻率強度(2)經(jīng)典物理學(xué)的困難：經(jīng)典理論中“光的波動說”認(rèn)為光是一種波，它的能量是________，與光的________有關(guān)，而與光的________無關(guān)，無法解釋光電效應(yīng)現(xiàn)象．(3)光子說及其對光電效應(yīng)的解釋：光在傳播過程中，也是________的，它由數(shù)值分立的能量子組成，稱為______，也叫“光子”，光子能量E＝________.光子照到金屬上時，能量被金屬中的某電子吸收，假設(shè)光子能量足夠大，電子就能擺脫金屬離子的束縛，成為光電子．而光子能量取決于________而非光強，所以光電效應(yīng)產(chǎn)生與否取決于光的________．連續(xù)的強度頻率不連續(xù)光量子hν頻率頻率(4)光的本質(zhì)：光既具有________性又具有________性，也就是光具有__________．3．原子光譜分析．(1)氫原子光譜特點：由一系列________的亮線組成的________譜．(2)原子能量特點：原子只能處于一系列________的能量狀態(tài)中，當(dāng)原子從一種能量狀態(tài)變化到另一種能量狀態(tài)時，輻射(或吸收)一定頻率的光子，輻射(或吸收)的光子的能量是________．波動粒子波粒二象性不連續(xù)線狀不連續(xù)不連續(xù)的二、量子論建立的意義1．量子論的開展帶來了20世紀(jì)科學(xué)技術(shù)的繁榮，開辟了眾多的高新技術(shù)領(lǐng)域，成為當(dāng)今高科技的理論根底．2．量子論的開展改變了人們的思維方式，將對21世紀(jì)的科學(xué)進(jìn)步產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響．三、物理學(xué)與人類的文明進(jìn)步1．物理學(xué)是自然科學(xué)的根底之一，物理學(xué)的________和________，在自然科學(xué)的各個領(lǐng)域起著重要作用．2．物理學(xué)的開展推動了________的高速開展．______的高速開展又直接推動了人類社會的文明進(jìn)步：(1)牛頓力學(xué)、熱學(xué)的開展導(dǎo)致了第一次工業(yè)革命，使人類進(jìn)入________時代，解放了人的體力．研究成果研究方法科學(xué)技術(shù)科學(xué)技術(shù)蒸汽機(2)電磁技術(shù)的突破性成就迎來了第二次工業(yè)革命，使人類進(jìn)入了________時代．(3)量子理論、相對論使得核物理學(xué)取得重大突破，引發(fā)了第三次工業(yè)革命，人類進(jìn)入了________時代．電氣化原子能一、對光電效應(yīng)的解釋1．光子說．愛因斯坦認(rèn)為，光在傳播過程中，是不連續(xù)的，它由數(shù)值分立的能量子組成，這些能量子叫光量子，也稱“光子”，光就是以光速c運動著的光子流，每個光子的能量E＝hν＝h.2．用光子說解釋光電效應(yīng)的規(guī)律．當(dāng)光子照射到金屬外表上時，它的能量可以被金屬中的某個電子全部吸收，電子吸收光子的能量后，動能立刻增加，不需要積累能量的過程．這就是光電效應(yīng)的發(fā)生用時極短的原因．只有能量足夠大，即頻率v足夠大的光子照射在金屬上，才能使電子獲得足夠大的動能，克服金屬原子核對它的束縛從金屬外表飛離出來成為光電子，這就說明發(fā)生光電效應(yīng)入射光的頻率必須足夠大，而不是光足夠強．電子吸收光子的能量后可能向各個方向運動，有的向金屬內(nèi)部運動，并不出來．向金屬外表運動的電子，經(jīng)過的路程不同，途中損失的能量也不同．惟獨金屬外表上的電子，只要克服金屬原子核的引力做功，就能從金屬中逸出，這個功叫逸出功；這些光電子的動能最大，叫最大初動能．二、對光的波粒二象性的理解1．光電效應(yīng)說明光具有粒子性，光的干預(yù)、衍射等實驗事實，顯示光具有波動性，大量實驗事實說明，光既具有波動性又具有粒子性．2．光具有波粒二象性，但在不同情況下表現(xiàn)不同．在宏觀上．大量光子傳播往往表現(xiàn)為波動性；在微觀上，個別光子在與其他物質(zhì)產(chǎn)生作用時，往往表現(xiàn)為粒子性．3．光的粒子性不同于宏觀觀念中的粒子，粒子性的含義是“不連續(xù)”的，“一份一份”的．光的波動性也不同于宏觀觀念中的波，波動規(guī)律決定光子在某點出現(xiàn)的概率，是一種概率波．理解光電效應(yīng)某單色光照射金屬時不會產(chǎn)生光電效應(yīng)，以下措施中可能使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的是()A．延長光照時間B．增大光的強度C．換用波長較短的光照射D．換用頻率較低的光照射解析：要產(chǎn)生光電效應(yīng)，入射光的頻率必須大于該金屬的極限頻率，波長越短的光頻率越高，當(dāng)高于極限頻率時就能產(chǎn)生光電效應(yīng)，故C正確．答案：C變式訓(xùn)練1．當(dāng)用頻率v＝5.44×1014Hz的綠光照射鉀板時，恰能向外發(fā)射光電子，以下說法正確的選項是()A．利用頻率較綠光低的紅光照射鉀板時，也會產(chǎn)生光電子B．利用頻率較綠光低的黃光照射鉀板時一定會產(chǎn)生光電子C．利用頻率較綠光高的藍(lán)光照射鉀板時一定會產(chǎn)生光電子D．需利用頻率較綠光高的藍(lán)光照射鉀板才能產(chǎn)生光電子解析：由光電效應(yīng)產(chǎn)生的機理可知，只有當(dāng)入射光子的能量大于某一數(shù)值時，光子才有可能被電子吸收獲得能量從而擺脫束縛成為光電子，由于綠光恰能使鉀發(fā)生光電效應(yīng)，比綠光頻率小的紅光、黃光的光子能量缺乏以被電子吸收而使其成為光電子，A、B錯誤；藍(lán)光光子能量大于綠光光子能量，能產(chǎn)生光電效應(yīng)，而與入射光的強弱無關(guān)，C正確，D錯誤．答案：C理解光的波粒二象性對光的認(rèn)識，以下說法錯誤的選項是()A．個別光子的行為表現(xiàn)為粒子性，大量光子的行為表現(xiàn)出波動性B．光的波動性是光子本身的一種屬性，不是光子之間的相互作用引起的C．光表現(xiàn)出波動性時，就不具有粒子性了，光表現(xiàn)出粒子性時，就不具有波動性了D．光的波粒二象性應(yīng)理解為：在某種場合下光的波動性表現(xiàn)明顯，在另外某種場合下，光的粒子性表現(xiàn)明顯解析：個別光子的行為表現(xiàn)出粒子性，大量光子的行為表現(xiàn)出波動性；光與物質(zhì)相互作用時表現(xiàn)出粒子性，光的傳播規(guī)律表現(xiàn)出波動性，光的波動性和粒子性都是光的本質(zhì)屬性，光的波動性表現(xiàn)明顯時仍具有粒子屬性，因為波動性袁現(xiàn)為粒子分布概率；光的粒子性表現(xiàn)明顯時仍具有波動性，因為大量粒子的個別行為呈現(xiàn)出波動媛桑A、B、D正確，C錯誤，應(yīng)選C項．答案：C思維總結(jié)：光的波動性與粒子性的判斷方法(1)大量光子易表現(xiàn)出波動性，個別光子易表現(xiàn)出粒子性．(2)光的頻率越低時易表現(xiàn)為波動性，光的頻率越高時易表現(xiàn)為粒子性．變式訓(xùn)練2．以下關(guān)于光的波粒二象性的說法中，正確的選項是()A．有的光是波，有的光是粒子B．光子與電子是同樣的一種粒子C．光的波長越長，其波動性越顯著；波長越短，其粒子性越顯著D．大量光子的行為往往顯示出粒子性解析：光具有波粒二象性，即具有波動性和粒子性，A錯誤；光子不是實物粒子，電子為實物粒子，故B錯誤；光的波長越長，其波動性越明顯；波長越短，其粒子性越明顯，C正確；大量光子的行為顯示波動性，D錯誤．答案：C根底達(dá)標(biāo)1．首先提出量子理論的科學(xué)家是(

)A．普朗克B．邁克爾孫C．愛因斯坦D．德布羅意解析：為了解釋黑體輻射，普朗克首先提出了能量的量子化．故A正確．答案：A2．在演示光電效應(yīng)實驗中，原來不帶電的一塊鋅板與靈敏驗電器相連，用弧光燈照射鋅板時，驗電器的指針會張開一個角度．如右以下圖所示，這時()A．鋅板帶正電，指針帶負(fù)電B．鋅板帶正電，指針帶正電C．鋅板帶負(fù)電，指針帶正電D．鋅板帶負(fù)電，指針帶負(fù)電解析：弧光燈照射鋅板，有帶負(fù)電的電子從板上飛出，所以鋅板帶正電．因為驗電器和鋅板有導(dǎo)線相連，故驗電器和鋅板都帶正電．答案：B3．硅光電池是利用光電效應(yīng)將光輻射的能量轉(zhuǎn)化為電能．若有N個頻率為v的光子打在光電池極板上，這些光子的總能量為(

)A．hvB.NhvC．NhvD．2Nhv解析：由普朗克量子理論可知，頻率為v的單個光子能量E＝hv，那么N個這樣的光子的總能量NE＝Nhv，應(yīng)選C.答案：C4．(雙選)普朗克能量子假說認(rèn)為(

)A．在宏觀領(lǐng)域，物體能量的變化是不連續(xù)的B．在微觀領(lǐng)域，物體的能量是連續(xù)變化的C．物體輻射或吸收能量是一份一份進(jìn)行的D．輻射的頻率越高，物體輻射的每一個能量子的能量就越大CD5．(雙選)以下說法中正確的選項是()A．光的粒子性表現(xiàn)在能量的不連續(xù)上B．光的粒子性就是光是由一些小質(zhì)點組成的C．光的波動性表現(xiàn)為光子運動的不確定性D．光的波動性就是光像水波一樣呈波浪式傳播解析：光的波動性和粒子性與宏觀世界中的波和質(zhì)點是有本質(zhì)區(qū)別的，它是指粒子在什么地方出現(xiàn)存在一個概率，概率大的地方出現(xiàn)在該處的可能性大，反之可能性小，就會顯現(xiàn)其波動性，故B、D錯誤，C正確．光子是一份一份的能量，故A項正確．答案：AC6．(雙選)紫光照射到某金屬外表時，金屬外表恰好有光電子逸出，紅光的頻率比紫光的頻率小，X射線的頻率大于紫光的頻率，那么以下說法中正確的選項是()A．弱的紅光照射此金屬外表不會有光電子逸出B．強的紅光照射此金屬外表會有光電子逸出C．弱的X射線照射此金屬外表不會有光電子逸出D．強的X射線照射此金屬外表會有光電子逸出AD7．關(guān)于經(jīng)典力學(xué)和量子力學(xué)，下面說法中正確的選項是()A．不管是對宏觀物體，還是微觀粒子，經(jīng)典力學(xué)和量子力學(xué)都是適用的B．量子力學(xué)適用于宏觀物體的運動，經(jīng)典力學(xué)適用于微觀粒子的運動C．經(jīng)典力學(xué)適用于宏觀物體的運動，量子力學(xué)適用于微觀粒子的運動D．上述說法都是錯誤的能力提升解析：經(jīng)典力學(xué)適用于宏觀物體的低速運動，量子力學(xué)適用于微觀粒子的高速運動，應(yīng)選項C正確．答案：C8．對于光的認(rèn)識，以下說法不正確的選項是()A．在空間傳播的光不是連續(xù)的，而是一份一份的B．光既具有波動性又有粒子性C．光具有波動性就不具備粒子性，反之亦然D．光不但是一種波，而且是一種電磁波C9．以下說法與實際情況符合的是()A．普朗克提出了光子說，從而解決了黑體輻射問題B．愛因斯坦提出了光子說，很好地解釋了光電效應(yīng)C．惠更斯提出了能量子假設(shè)，解決了黑體輻射的理論困難D．開普勒發(fā)現(xiàn)了電子繞原子核運動的規(guī)律解析：普朗克提出了能量子假說，解決了黑體輻射問題，惠更斯提出了光的波動說．開普勒提出了行星運動的三定律，所以A、C、D都錯誤，只有B項正確．答案：B10．關(guān)于愛因斯坦的光子說，以下說法正確的選項是()A．光只是在傳播時才是一份一份的B．光既然是一個一個的光子，它不可能具有波動性C．空間傳播的光是一個一個的光子流，光子的能量與頻率有關(guān)D．空間傳播的光是一個一個的光子流，光子的能量與光的傳播速度有關(guān)解析：運用光子說的定義進(jìn)行分析判斷．由愛因斯坦的觀點可知，光在發(fā)射、吸收、傳播的各個過程中，都是由一個個能量子組成，故A錯誤；光的波粒二象性說明微觀粒子具有波動性，為概率波，光子同樣具有波動性，B錯誤；由愛因斯坦的光子說可知光子能量與頻率有關(guān)，而與傳播速度無關(guān)，C正確，D錯誤．答案：C11．(雙選)原子發(fā)光時，所得到的光對應(yīng)一系列不連續(xù)的亮線這說明()A．這些亮線是由所對應(yīng)的頻率的光子形成的B．這些亮線是由假設(shè)干原子運動到該處形成的C．這些亮線說明原子發(fā)光時只發(fā)出對應(yīng)頻率的光子，而不存在其他頻率的光子D．這些亮線是由各種頻率的光在該處會聚形成的AC12．(雙選)在研究黑體輻射規(guī)律時，以下說法不正確的選項是()A．利用經(jīng)典物理學(xué)的“連續(xù)性”觀