高中物理 第十七章 波粒二象性 第一、二节 能量量子化 光的粒子性学案 新人教版选修3-5-新人教版高中选修3-5物理学案VIP免费

第十七章波粒二象性〔情景切入〕1990年，德国物理学家普朗克提出了一个大胆的假设：粒子的能量只能是某一最小能量值的整数倍。这一假说不仅解决了热辐射问题，同时也改变了人们对微观世界的认识。光在爱因斯坦的眼里成了“粒子”，电子、质子等在德布罗意看来具有了波动性……光到底是什么？实物粒子真的具有波动性吗？让我们一起进入这种神奇的微观世界，去揭开微观世界的奥秘吧。〔知识导航〕本章内容涉及微观世界中的量子化现象。首先从黑体和黑体辐射出发，提出了能量的量子化观点，进而通过实验研究光电效应现象，用爱因斯坦的光子说对光电效应的实验规律做出合理解释，明确了光具有波粒二象性，进而将波粒二象性推广到运动的实物粒子，提出了德布罗意波的概念，经分析和研究得出光波和德布罗意波都是概率波以及不确定性关系的结论。本章内容可分为三个单元：(第一～二节)主要介绍了能量量子化和光的粒子性；第二单元(第三节)介绍了粒子的波动性；第三单元(第四～五节)介绍了概率波和不确定性关系。本章的重点是：普朗克的能量量子化假设、光电效应、光电效应方程、德布罗意波。本章的难点是：光电效应的实验规律和波粒二象性。〔学法指导〕1．重视本章实验的理解。本章知识理论性很强，涉及的新概念较多，也比较抽象，但它们作为物理量都有其实验事实基础，所以在学习时要结合实验来理解它们，就不会觉得那么抽象。2．注意体会人类认识微观粒子本性的历史进程。人类认识微观粒子本性的进程是波浪形的，在曲折中前进，旧的理论总是被新发现、新的实验事实否定，为解释新实验事实又提出新的理论。光电效应和康普顿效应证明了光是一种粒子，但光的干涉和衍射又证明了光是一种波，因此光是一种波——电磁波，同时光也是一种粒子——光子。也就是说光具有波粒二象性。光在空间各点出现的概率是受波动规律支配的，因此光是一种概率波。3．学习本章知识会用到以前学过的知识，如光的干涉、衍射，弹性碰撞、动量定理和动能定理等，因此可以有针对性地复习过去的这些知识，对顺利学习本章内容会有帮助。第一节能量量子化第二节光的粒子性【素养目标定位】※认识黑体和黑体辐射的概念※理解能量子的概念，掌握计算能量子的方法※知道光电效应的实验规律※※掌握爱因斯坦的光电效应方程※了解康普顿效应及光子的动量【素养思维脉络】课前预习反馈教材梳理·夯基固本·落实新知知识点1黑体与黑体辐射1．热辐射(1)定义：我们周围的一切物体都在辐射__电磁波__，这种辐射与物体的__温度__有关，所以叫热辐射。(2)特征：热辐射强度按波长的分布情况随物体的__温度__而有所不同。2．黑体(1)定义：如果某种物体在任何温度下能够完全吸收入射的__各种波长的电磁波__而不发生反射，这种物体就是绝对黑体，简称黑体。(2)黑体辐射的特征：黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的__温度__有关。3．黑体辐射的实验规律黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的__温度__有关，如图所示。(1)随着温度的升高，各种波长的辐射强度都__增加__；(2)随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长__较短__的方向移动。知识点2能量子1．定义普朗克认为，带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的__整数倍__，当带电微粒辐射或吸收能量时，也是以这个最小能量值为单位__一份一份__地辐射或吸收的，这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子。2．能量子大小ε＝hν，其中ν是电磁波的频率，h称为__普朗克__常量，h＝6.626×10－34J·s(一般取h＝6.63×10－34J·s)。3．能量的量子化在微观世界中能量是__量子化__的，或者说微观粒子的能量是__分立__的。知识点3光电效应1．光电效应照射到金属表面的光，能使金属中的__电子__从表面逸出的现象。如图所示。2．光电子光电效应中发射出来的是__电子__。3．光电效应的实验规律(1)存在着饱和光电流：在光的颜色不变的情况下，入射光越强，__饱和__电流越大。这表明对于一定颜色的光，入射光越强，单位时间内发射的__光电子数__越多。(2)存在着遏止电压和截止频率：光电子的最大初动能与入射光的__频率__有关，而与入射光的__强弱__无关，当入射光的频率低于__截止频率__...