教科版高中物理必修第三册精品课件 第3章 电磁场与电磁波初步 5.微观世界的量子化.pptVIP

第三章5.微观世界的量子化

【学习任务与素养目标】1.了解能量子的概念及其提出的过程,领会这一科学概念的创新性突破中蕴含的伟大科学思想。(科学思维)3.了解宏观物体和微观粒子的能量变化的特点,体会量子理论的建立极大丰富和深化了人们对物质世界的认识。(科学态度与责任)

基础知识梳理与落实重点难点探究与突破目录索引即学即用检测与提升

基础知识梳理与落实

一、波粒二象性1.光具有波粒二象性(1)光具有波动性:19世纪初,光的干涉和衍射现象在实验中被观察到,而干涉和衍射现象是特有的现象,于是波动说占据了统治地位,后来麦克斯韦更进一步说明光是一种电磁波。不是“波”,是“波动性”波动

(2)光具有粒子性:19世纪末,包括光电效应等现象证明了光具有粒子性。爱因斯坦为了解释光电效应,提出了光子说,他认为在空间传播的光是不连续的,而是一份一份的,每一份叫作一个,简称光子。?(3)光既具有波动性,又具有粒子性,可以说光既是电磁波,也是光子流,它是具有“波粒二象性”的电磁性物质。不是“粒子”,是“粒子性”?2.波粒二象性是微观世界的共性:实验已经证明电子、质子等实物粒子同样具有性。?光量子波动

二、能量量子化1.根据量子力学的理论,原子的能量是量子化的,即一系列不连续的值,这些不连续的、量子化的能量值称为。通常情况下,原子处于能量最低的状态(称为),这是最稳定的状态,在某些情况下(例如受到高速运动的电子的撞击等),可能会变到能量较高的状态(称为)。?2.当氢原子的能量发生变化时,只能从某个能级“”到另一个能级,这个过程称为。从较低的能级跃迁到较高的能级,必须吸收能量;反之,则要释放出能量。?能级基态激发态跳跃跃迁

易错辨析(1)干涉和衍射现象是波动特有的现象。()(2)光是连续的,只具有波动性。()(3)光子是不带电的,以光速c运动。()(4)微观粒子的能量是连续的。()(5)处于基态的原子是稳定的,当能量发生变化时,会从一个能级跃迁到另一个能级。()√×提示光具有波粒二象性:光既具有波动性,又具有粒子性。√×提示原子在不同的状态中具有不同的能量,即原子的能量是量子化的。√

重点难点探究与突破

学习任务微观世界的量子化情境导学普朗克的能量量子化观点与宏观世界中我们对能量的认识有什么不同?提示宏观世界中我们认为能量是连续变化的,普朗克的“能量子”观点则认为能量是一份一份的,每一份是一个最小能量单位,即能量不是连续的。宏观世界中我们认为能量是连续变化的是因为每一个能量子的能量都很小,宏观变化中有大量的能量子,就可以看作连续的。而研究微观粒子时,单个的能量子能量就显示出不连续性。

规律总结最早提出量子理论的是普朗克,他在研究热辐射的规律时,发现电磁波的发射和吸收都是不连续的,他把每一份的能量叫作能量子,它的大小为ε=hν。其中h=6.626×10-34J·s,称为普朗克常量,ν为波的频率。波粒二象性和能量量子化,是微观世界的奇异性质,它颠覆了人类几千年来观察身边自然现象而形成的既有观念。然而这样的对物质世界认识的不断进步正是物理学的发展轨迹。

典例剖析【例题】(多选)关于物质的波粒二象性,下列说法正确的是()A.不仅光子具有波粒二象性,一切运动的微粒都具有波粒二象性B.运动的微观粒子与光子一样,当它们通过一个小孔时,都没有特定的运动轨道C.波动性和粒子性,在宏观现象中是矛盾的、对立的,但在微观高速运动的现象中是统一的D.实物的运动有特定的轨道,所以实物不具有波粒二象性ABC

解析波粒二象性是微观世界特有的规律,不仅光子具有波粒二象性,一切运动的微粒都具有波粒二象性,A正确;由于微观粒子的运动遵守不确定关系,所以运动的微观粒子与光子一样,当它们通过一个小孔发生衍射时,都没有特定的运动轨道,B正确;波粒二象性适用于微观高速领域,C正确;虽然宏观物体运动形成的德布罗意波的波长太短,很难被观察到,但它仍有波粒二象性,D错误。

对点演练(多选)对于能量量子化的理解,下列说法正确的是()A.微观粒子的能量是连续变化的B.微观粒子的能量是不连续变化的C.微观粒子的能量可以取任意值D.微观粒子的能量只能取某些分立的值BD解析在微观粒子领域中,微观粒子的能量是不连续变化的,只能取某些分立的值,B、D正确。

即学即用检测与提升

121.(能量量子化)现代医学采用激光“焊接”视网膜技术来治疗近视,所用激光的波长λ=660nm。已知普朗克常量h=6.63×10-34J·s,光在真空中的传播速度c=3×108m/s,则该激光中每个光子的能量为()A.3.0×10-19JB.1.6×10-19JC.1.0×10-19JD.1.