ks5u精品課件,第十七章波粒二象性,ks5u精品課件,新課標要求,1內容標準（1）了解微觀世界中的量子化現象。比較宏觀物體和微觀粒子的能量變化特點。體會量子論的建立深化了人們對于物質世界的認識。（2）通過實驗了解光電效應。知道愛因斯坦光電效應方程以及意義。（3）了解康普頓效應。（4）根據實驗說明光的波粒二象性。知道光是一種概率波。（5）知道實物粒子具有波動性。知道電子云。初步了解不確定性關系。（6）通過典型事例了解人類直接經驗的局限性。體會人類對世界的探究是不斷深入的。2活動建議閱讀有關微觀世界的科普讀物，寫出讀書體會。,ks5u精品課件,171能量量子化：物理學的新紀元,新課標要求（一）知識與技能1了解什么是熱輻射及熱輻射的特性，了解黑體與黑體輻射2了解黑體輻射的實驗規律，了解黑體熱輻射的強度與波長的關系3了解能量子的概念（二）過程與方法了解微觀世界中的量子化現象。比較宏觀物體和微觀粒子的能量變化特點。體會量子論的建立深化了人們對于物質世界的認識。（三）情感、態度與價值觀領略自然界的奇妙與和諧，發展對科學的好奇心與求知欲，樂于探究自然界的奧秘，能體驗探索自然規律的艱辛與喜悅。,ks5u精品課件,教學重點能量子的概念教學難點黑體輻射的實驗規律,ks5u精品課件,能量量子化發現的背景,19世紀末頁，牛頓定律在各個領域里都取得了很大的成功：在機械運動方面不用說，在分子物理方面，成功地解釋了溫度、壓強、氣體的內能。在電磁學方面，建立了一個能推斷一切電磁現象的Maxwell方程。另外還找到了力、電、光、聲-等都遵循的規律-能量轉化與守恒定律。當時許多物理學家都沉醉于這些成績和勝利之中。他們認為物理學已經發展到頭了。1900年，在英國皇家學會的新年慶祝會上，著名物理學家開爾文作了展望新世紀的發言：“科學的大廈已經基本完成，后輩的物理學家只要做一些零碎的修補工作就行了。”也就是說：物理學已經沒有什么新東西了，后一輩只要把做過的實驗再做一做，在實驗數據的小數點后面在加幾位罷了！但開爾文畢竟是一位重視現實和有眼力的科學家，就在上面提到的文章中他還講到：“但是，在物理學晴朗天空的遠處，還有兩朵令人不安的烏云，-”這兩朵烏云是指什么呢？一朵與黑體輻射有關，另一朵與邁克爾遜實驗有關。然而，事隔不到一年（1900年底），就從第一朵烏云中降生了量子論，緊接著（1905年）從第二朵烏云中降生了相對論。經典物理學的大廈被徹底動搖，物理學發展到了一個更為遼闊的領域。正可謂“山重水復疑無路，柳暗花明又一村”。,ks5u精品課件,1黑體與黑體輻射,（1）熱輻射現象固體或液體，在任何溫度下都在發射各種波長的電磁波，這種由于物體中的分子、原子受到激發而發射電磁波的現象稱為熱輻射。所輻射電磁波的特征與溫度有關。,ks5u精品課件,（2）黑體概念：能全部吸收各種波長的電磁波而不發生反射的物體，稱為絕對黑體，簡稱黑體。不透明的材料制成帶小孔的的空腔，可近似看作黑體。如圖所示。研究黑體輻射的規律是了解一般物體熱輻射性質的基礎。,ks5u精品課件,ACD,【例1】下列敘述正確的是()A一切物體都在輻射電磁波B一般物體輻射電磁波的情況只與溫度有關C黑體輻射電磁波的強度按波長的分布只與黑體溫度有關D黑體能夠完全吸收入射的各種波長的電磁波,ks5u精品課件,2黑體輻射的實驗規律,黑體熱輻射的強度與波長的關系：隨著溫度的升高，一方面，各種波長的輻射強度都有增加，另一方面，輻射強度的極大值向波長較短的方向移動。,ks5u精品課件,解釋黑體輻射的實驗規律,在新的理論誕生之前，人們很自然地要依據熱力學和電磁學規律來解釋。德國物理學家維恩和英國物理學家瑞利分別提出了輻射強度按波長分布的理論公式。結果導致理論與實驗規律不符，甚至得出了非常荒謬的結論，當時被稱為“紫外災難”。,ks5u精品課件,【例2】煉鋼工人通過觀察煉鋼爐內的顏色，就可以估計出爐內的溫度，這是根據什么道理?,答案根據熱輻射的規律可知，當物體的溫度升高時，熱輻射中較短波長的成分越來越強，可見光所占份額增大，溫度越高紅光成分減少，頻率比紅光大的其他顏色的光，為橙、黃、綠、藍、紫等光的成分就增多。因此可根據爐內光的顏色大致估計爐內的溫度,ks5u精品課件,3能量子：超越牛頓的發現,1900年，德國物理學家普朗克提出能量量子化假說：輻射黑體分子、原子的振動可看作諧振子，這些諧振子可以發射和吸收輻射能。但是這些諧振子只能處于某些分立的狀態，在這些狀態中，諧振子的能量并不象經典物理學所允許的可具有任意值。相應的能量是某一最小能量（稱為能量子）的整數倍，即：，1，2，3，.n，n為正整數，稱為量子數。對于頻率為的諧振子最小能量為這個最小能量值，就叫做能量子,ks5u精品課件,普朗克的能量子假說和黑體輻射公式,（1）黑體輻射公式1900.10.19普朗克在德國物理學會會議上提出一個黑體輻射公式,ks5u精品課件,【例3】對應于34xl0l9J的能量子，其電磁輻射的頻率和波長各是多少?它是什么顏色?,解析根據公式o=h和=c/得=/h=5.13x1014Hz=c/=5.85x10-7Hz513x10-14Hz的頻率屬于黃光的頻率范圍，它是黃光，其波長為585xl07m。,ks5u精品課件,普朗克后來又為這種與經典物理格格不入的觀念深感不安，只是在經過十多年的努力證明任何復歸于經典物理的企圖都以失敗而告終之后，他才堅定地相信h的引入確實反映了新理論的本質。1918年普朗克榮獲了諾貝爾物理學獎。他的墓碑上只刻著他的姓名和h黑體輻射的研究卓有成效地展現在人們的眼前，紫外災難的疑點找到了，為人類解決了一大難題。使熱愛科學的人們又一次倍感欣慰，但真理與謬誤之爭就此平息了嗎？沒有。物理難題：1888年，霍瓦(Hallwachs)發現一個帶負電的金屬板被紫外光照射會放電。近10年以后，1897年，湯姆孫發現了電子，此時，人們認識到那就是從金屬表面射出的電子，后來，這些電子被稱