鲁科版2019必修第三册-5.4初识光量子与量子世界-课件30张.pptVIP

第4节初识光量子与量子世界;课前自主学习;3.光电效应

(1)19世纪末，人们发现用光照射金属会使金属发射出电子，这种现象叫

_________。

(2)爱因斯坦在解释光电效应时，受普朗克量子假说的启发提出了_______假

说，认为光的发射、传播和接收都是以一份份光子的形式进行的。

(3)1916年，美国物理学家密立根用实验精确证实了爱因斯坦给出的光电效

应定律。

(4)1923年，康普顿效应的发现验证了___________的正确性，光量子概念开

始为人们所接受。

(5)光量子被正式命名为_____。;4.光的波粒二象性

(1)光既具有_____特性，又具有_____特性，即具有波粒二象性。

(2)光在一定的条件下，突出地表现出微粒性，实质为不连续性；在另一些条

件下，又突出地表现出波动性。;二、初识量子世界

1.光的量子说

(1)德国物理学家_______最早提出量子假说，开创了量子理论的新时代。

(2)量子说内容：

①量子假说认为，物质辐射(或吸收)的能量E只能是某一最小能量单位的整

数倍。E=n?(n=1、2、3…)

②辐射是由一份份的能量组成的，就像物质是由一个个原子组成的一样。一

份能量就是一个量子，量子的能量ε与频率ν成正比。式中h=6.626176×

10-34J·s，这是普朗克引进的一个物理普适常量，称为普朗克常量。;2.量子的应用

量子理论不仅改变了人类对物质结构及其相互作用的理解，还为电子扫描隧道

显微镜，_____________等现代技术奠定了根底，量子理论应用于计算机技术，

还使计算机朝着更小更快的方向开展。;主题一光的量子化

【历史情境】;【问题探究】

(1)在历史情境中展示的科学家，他们对光的本性的认识提出什么学说？

提示：牛顿提出了光的微粒说；惠更斯提出了光的波动说；麦克斯韦提出了光的电磁说；爱因斯坦提出了光的量子说。

(2)光的微粒说和光的波动说主要内容是什么？

提示：光的微粒说认为光是从光源射出的具有高速度的粒子流，光的微粒说可以解释光的反射、光的颜色；光的波动说认为光像水波一样，也是一种波，能成功解释光的干预、衍射和偏振现象。;(3)牛顿的光的微粒说与爱因斯坦的光的量子说是一样的吗？

提示：牛顿的光的微粒说与惠更斯的光的波动说???相互对立的，爱因斯坦的光的量子说提出的背景是光的电磁说在解释光电效应遇到困难后才提出来的。;【结论生成】

1.光的微粒说和光的波动说(科学思维);2.光的本性学说的开展历程(科学态度与责任);;【典例示范】

下面关于光的波粒二象性的说法中，不正确的选项是 ()

A.大量光子产生的效果往往显示出波动性，个别光子产生的效果往往显示出粒子性

B.频率越大的光其粒子性越显著，频率越小的光其波动性越显著

C.光在传播时往往表现出波动性，光在跟物质相互作用时往往表现出粒子性

D.光不可能同时既具有波动性，又具有粒子性;【解析】选D。光既具有粒子性，又具有波动性，大量的光子波动性比较明显，个别光子的粒子性比较明显，故A正确；在光的波粒二象性中，频率越大的光其粒子性越显著，频率越小的光其波动性越显著，故B正确；光在传播时往往表现出波动性，光在跟物质相互作用时往往表现出粒子性，故C正确；光的波粒二象性是指光有时表现为波动性，有时表现为粒子性，二者是统一的，故D错误。;【探究训练】

1.能正确解释黑体辐射实验规律的是 ()

A.能量的连续经典理论

B.普朗克提出的能量量子化理论

C.惠更斯的波动说

D.牛顿提出的能量微粒说;【解析】选B。根据黑体辐射的实验规律，随着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都增加；另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，只能用普朗克提出的能量量子化理论才能得到满意的解释，应选B。;2.以下各种表达中，符合物理学史实的是 ()

A.康普顿效应证明了光具有波动性

B.美国物理学家密立根用实验精确证实了爱因斯坦提出的光电效应定律

C.普朗克为了解释光电效应的规律，提出了光子说

D.光电效应现象是爱因斯坦首先发现的;【解析】选B。康普顿效应证明了光具有粒子性，不能证明光具有波动性，A错误；美国物理学家密立根用实验精确证实了爱因斯坦提出的光电效应定律，B正确；爱因斯坦为了解释光电效应的规律，提出了光子说，C错误；光电效应是由赫兹首先发现的，D错误。;主题二量子世界

【问题探究】

(1)普朗克量子假说提出的背景是什么？

提示：经典电磁理论难以正确解释黑体辐射实验规律的情况下提出的。

(2)普朗克量子假说主要内容是什么？

提示：物质辐射(或吸收)的能量E只能是某一最小能量单位的整数倍。E=n?(n=1，2，3，…)

辐射是由一份份的能量组成的，就像物质是由一个个原子组成的一样。一份能量就是一个量子，量子的能量ε与频率ν成正比。ε