第五章 第三節(jié)~第四節(jié)

1、.第三節(jié)量子化現(xiàn)象第四節(jié)物理學(xué)人類(lèi)文明進(jìn)步的階梯知識(shí)目的核心素養(yǎng)1.初步理解微觀(guān)世界中的量子化現(xiàn)象知道量子論的主要內(nèi)容2理解光電效應(yīng)、原子能量的不連續(xù)性及光的波粒二象性.1.知道量子論的建立對(duì)人類(lèi)認(rèn)識(shí)世界和科學(xué)開(kāi)展的重要影響2理解物理學(xué)對(duì)人類(lèi)文明進(jìn)步的影響.一、量子化現(xiàn)象1黑體輻射：假如一個(gè)物體可以吸收照射到它上面的全部輻射而無(wú)反射，這一物體就稱(chēng)為黑體黑體輻射是指黑體發(fā)出的電磁輻射2光電效應(yīng)：當(dāng)用一些波長(zhǎng)較短的光照射金屬外表時(shí)，金屬便有電子逸出，這種現(xiàn)象稱(chēng)為光電效應(yīng)從金屬外表逸出的電子稱(chēng)為光電子光電效應(yīng)的產(chǎn)生取決于光的頻率而與光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)3光的波粒二象性：大量的實(shí)驗(yàn)事實(shí)說(shuō)明，光既具有波動(dòng)性又具

2、有粒子性，也就是光具有波粒二象性4原子光譜：原子只能處于一系列不連續(xù)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(shí)，輻射或吸收一定頻率的光子，輻射或吸收光子的能量是不連續(xù)的二、物理學(xué)與現(xiàn)代技術(shù)物理學(xué)的開(kāi)展推動(dòng)了科學(xué)技術(shù)的高速開(kāi)展，幾乎所有重大的新技術(shù)領(lǐng)域，如原子能技術(shù)、激光技術(shù)、電子和信息技術(shù)等的創(chuàng)立，都是在物理學(xué)中經(jīng)過(guò)了長(zhǎng)期的醞釀，在理論上和實(shí)驗(yàn)上獲得打破，繼而轉(zhuǎn)化為技術(shù)成果的1判斷以下說(shuō)法的正誤1量子理論中能量也是連續(xù)變化的×2一個(gè)量子就是組成物質(zhì)的最小微粒，如原子、分子×3輻射的能量是一份一份的，因此物體的動(dòng)能也是一份一份的×4光具有波粒二象性說(shuō)明

3、有的光是波，有的光是粒子×2波長(zhǎng)是0.122 0 m的紫外線(xiàn)的光子能量為_(kāi)J.答案1.63×1018解析波長(zhǎng)是0.122 0 m的紫外線(xiàn)的光子能量Ehh6.63×1034× J1.63×1018 J.一、對(duì)量子理論的初步認(rèn)識(shí)1量子化假設(shè)：普朗克提出物質(zhì)發(fā)射或吸收的能量E只能是某一最小能量單位的整數(shù)倍，En，n1,2,3n叫做量子數(shù)能量子的能量h.式中h為普朗克常量h6.63×1034 J·s是微觀(guān)現(xiàn)象量子特征的表征，為頻率，c為真空中的光速，為光波的波長(zhǎng)2量子化：量子化的“靈魂是不連續(xù)在宏觀(guān)領(lǐng)域中，這種量子化或不連續(xù)性相對(duì)于

4、宏觀(guān)量或宏觀(guān)尺度極微小，完全可以忽略不計(jì)，但在微觀(guān)世界里，量子化或不連續(xù)是明顯的，微觀(guān)物質(zhì)系統(tǒng)的存在，物質(zhì)之間傳遞的互相作用、物體的狀態(tài)及變化等都是量子化的例1根據(jù)量子理論，光子的能量E0hh，其中c為真空中的光速、為光的頻率、為光的波長(zhǎng)，普朗克常量取h6.6×1034 J·s.太陽(yáng)光垂直照射時(shí)，每平方米面積上的輻射功率為P1.35 kW.假設(shè)太陽(yáng)輻射的平均波長(zhǎng)為6.6×107 m，那么在垂直于太陽(yáng)光的S1 m2面積上，每秒鐘內(nèi)可以接收到多少光子？答案4.5×1021個(gè)解析依題意，太陽(yáng)光平均一個(gè)光子的能量為0h，在1 m2面積上，1 s內(nèi)得到的陽(yáng)光總能量

5、為EPt，接收到的光子個(gè)數(shù)N 個(gè)4.5×1021個(gè)針對(duì)訓(xùn)練多項(xiàng)選擇關(guān)于量子假說(shuō)，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是A為理解決黑體輻射的理論困難，愛(ài)因斯坦提出了量子假說(shuō)B量子假說(shuō)第一次得出了不連續(xù)的概念C能量的量子化就是能的不連續(xù)化D量子假說(shuō)認(rèn)為電磁波在空間中的傳播是不連續(xù)的答案BC解析普朗克提出了量子假說(shuō)，認(rèn)為物質(zhì)發(fā)射和吸收能量時(shí)，能量不是連續(xù)的，是一份一份進(jìn)展的它不但解決了黑體輻射的理論困難，更重要的是提出了“量子概念，揭開(kāi)了物理學(xué)嶄新的一頁(yè)，選項(xiàng)B、C正確二、對(duì)光電效應(yīng)的理解1光子說(shuō)：愛(ài)因斯坦認(rèn)為，光在傳播過(guò)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(chēng)“光子，光就是以光

6、速c運(yùn)動(dòng)著的光子流，每個(gè)光子的能量Ehh.2用光子說(shuō)解釋光電效應(yīng)的規(guī)律：當(dāng)光子照射到金屬外表上時(shí)，它的能量可以被金屬中的某個(gè)電子全部吸收，電子吸收光子的能量后，動(dòng)能立即增加，不需要積累能量的過(guò)程這就是光電效應(yīng)的發(fā)生用時(shí)極短的原因只有能量足夠大，即頻率足夠大的光子照射在金屬上，才能使電子獲得足夠大的動(dòng)能，抑制金屬原子核對(duì)它的束縛從金屬外表飛離出來(lái)成為光電子，這就說(shuō)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(qiáng)例2硅光電池是利用光電效應(yīng)原理制成的，以下表述正確的選項(xiàng)是A硅光電池是把光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N裝置B硅光電池中吸收了光子能量的電子都能逸出C逸出的光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率無(wú)關(guān)D任

7、意頻率的光照射到硅光電池上都能產(chǎn)生光電效應(yīng)答案A解析硅光電池把光能轉(zhuǎn)化為電能，A正確；光子的能量取決于光的頻率，只有當(dāng)光子的能量足夠大，被硅光電池中的電子吸收后，電子才能從金屬中逸出，所以只有當(dāng)光的頻率足夠大時(shí)才會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，B、D錯(cuò)誤；逸出的光電子的最大初動(dòng)能隨入射光的頻率的增大而增大，C錯(cuò)誤1光電效應(yīng)能不能產(chǎn)生取決于入射光的頻率，只要頻率足夠大，就可以產(chǎn)生光電效應(yīng)，與光的照射時(shí)間無(wú)關(guān)2單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生光電子的多少取決于入射光的強(qiáng)度，入射光的強(qiáng)度越強(qiáng)，產(chǎn)生的光電子越多3逸出的光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率的增大而增大4“光電子的最大初動(dòng)能與“光電子的動(dòng)能的區(qū)別光照射到金屬外表時(shí)，電子吸收光子

8、的能量，就可能向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中要抑制原子核和其他原子的阻礙而損失一部分能量，剩余部分能量轉(zhuǎn)化為光電子的初動(dòng)能所以金屬外表的電子，只需抑制原子核的引力做功就能逸出，光電子具有的初動(dòng)能最大，此時(shí)的動(dòng)能叫做光電子的最大初動(dòng)能三、對(duì)波粒二象性的理解1光電效應(yīng)說(shuō)明光具有粒子性，光的干預(yù)、衍射等實(shí)驗(yàn)事實(shí)，說(shuō)明光具有波動(dòng)性，大量實(shí)驗(yàn)事實(shí)說(shuō)明，光既具有波動(dòng)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)不同宏觀(guān)上，大量光子傳播往往表現(xiàn)為波動(dòng)性；微觀(guān)上，個(gè)別光子在與其他物質(zhì)發(fā)生作用時(shí)，往往表現(xiàn)為粒子性3光的粒子性不同于宏觀(guān)觀(guān)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(dòng)性也不同于宏觀(guān)觀(guān)

9、念中的波，波動(dòng)規(guī)律決定光子在某點(diǎn)出現(xiàn)的概率，是一種概率波例3以下關(guān)于光的波粒二象性的說(shuō)法中，正確的選項(xiàng)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(zhǎng)越長(zhǎng)，其波動(dòng)性越顯著；波長(zhǎng)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答案C解析光具有波粒二象性，即光具有波動(dòng)性和粒子性，A錯(cuò)誤；光子不是實(shí)物粒子，電子是實(shí)物粒子，故B錯(cuò)誤光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，其波動(dòng)性越明顯，波長(zhǎng)越短，其粒子性越明顯，C正確；大量光子的行為顯示出波動(dòng)性，D錯(cuò)誤1量子化的理解對(duì)于帶電微粒輻射和吸收能量時(shí)的特點(diǎn)，以下說(shuō)法不正確的選項(xiàng)是A輻射是由一份份的能量組成的，一份能量就是一個(gè)能量子B輻射和吸收的能量是某一最小值

10、的整數(shù)倍C吸收的能量可以是連續(xù)的D輻射和吸收的能量是量子化的答案C解析根據(jù)普朗克的量子理論，能量是不連續(xù)的，其輻射和吸收的能量只能是某一最小能量單位的整數(shù)倍，故A、B、D均正確，C錯(cuò)，所以選C.2光電效應(yīng)的理解某單色光照射金屬時(shí)不會(huì)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(zhǎng)光照時(shí)間B增大光的強(qiáng)度C換用波長(zhǎng)較短的光照射D換用頻率較低的光照射答案C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(zhǎng)越短的光頻率越高，當(dāng)高于極限頻率時(shí)就能產(chǎn)生光電效應(yīng)，故C正確3對(duì)光的波粒二象性的理解多項(xiàng)選擇在單縫衍射實(shí)驗(yàn)中，中央亮紋的光侵占從單縫射入的整個(gè)光強(qiáng)的95%以上，假設(shè)如今只讓一個(gè)

11、光子通過(guò)單縫，那么該光子A一定落在中央亮紋處B一定落在亮紋處C可能落在暗紋處D落在中央亮紋處的可能性最大答案CD解析根據(jù)光波是概率波的概念，對(duì)于一個(gè)光子通過(guò)單縫落在何處，是不確定的，但概率最大的是落在中央亮紋處當(dāng)然也可落在其他亮紋處，還可能落在暗紋處，不過(guò)，落在暗紋處的概率很小，故C、D選項(xiàng)正確.一、選擇題考點(diǎn)一對(duì)能量量子化的理解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(ài)因斯坦 D德布羅意答案A解析為理解釋黑體輻射，普朗克首先提出了能量的量子化，故A正確2太陽(yáng)能發(fā)電是利用光電效應(yīng)將光輻射的能量轉(zhuǎn)化為電能的假設(shè)有N個(gè)頻率為的光子打在硅光電池極板上并完全被轉(zhuǎn)化為電能，那么產(chǎn)生的電能為Ah

12、 B.NhCNh D2Nh答案C解析由普朗克量子理論可知，頻率為的單個(gè)光子能量h，那么N個(gè)這樣的光子的總能量為Nh，故C正確考點(diǎn)二對(duì)光電效應(yīng)的理解3多項(xiàng)選擇光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：對(duì)于某種金屬A無(wú)論光強(qiáng)多強(qiáng)，只要光的頻率小于極限頻率就不能產(chǎn)生光電效應(yīng)B無(wú)論光的頻率多低，只要光照時(shí)間足夠長(zhǎng)就能產(chǎn)生光電效應(yīng)C超過(guò)極限頻率的入射光強(qiáng)度越弱，所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能就越小D超過(guò)極限頻率的入射光頻率越高，所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能就越大其實(shí),任何一門(mén)學(xué)科都離不開(kāi)死記硬背,關(guān)鍵是記憶有技巧,“死記之后會(huì)“活用。不記住那些根底知識(shí),怎么會(huì)向高層次進(jìn)軍?尤其是語(yǔ)文學(xué)科涉獵的范圍很廣,要真正進(jìn)步學(xué)生的寫(xiě)作程度,

13、單靠分析文章的寫(xiě)作技巧是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,必須從根底知識(shí)抓起,每天擠一點(diǎn)時(shí)間讓學(xué)生“死記名篇佳句、名言警句,以及豐富的詞語(yǔ)、新穎的材料等。這樣,就會(huì)在有限的時(shí)間、空間里給學(xué)生的腦海里注入無(wú)限的內(nèi)容。日積月累,積少成多,從而收到水滴石穿,繩鋸木斷的成效。答案AD解析根據(jù)光電效應(yīng)規(guī)律可知，選項(xiàng)A正確；光的頻率越高，光電子的初動(dòng)能就越大，選項(xiàng)D正確4.多項(xiàng)選擇如圖1所示為光電管電路的示意圖，關(guān)于光電管電路，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是圖1A可以把光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)B電路中的電流是由光電子的運(yùn)動(dòng)形成的C光照射到光電管的A極產(chǎn)生光電子并飛向K極D光照射到光電管的K極產(chǎn)生光電子并飛向A極答案ABD解析在光電管中，當(dāng)光照

14、射到陰極K時(shí)，將發(fā)射出光電子，被A極的正向電壓吸引而奔向A極，形成光電流，使電路導(dǎo)通照射光的強(qiáng)度越大，產(chǎn)生的光電流越大，這樣就把光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，實(shí)現(xiàn)了光電轉(zhuǎn)換，故A、B、D正確，C錯(cuò)誤5關(guān)于愛(ài)因斯坦的光子說(shuō)，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是A光只是在傳播時(shí)才是一份一份的B光既然是一個(gè)一個(gè)的光子，所以它不可能具有波動(dòng)性C空間傳播的光是一個(gè)一個(gè)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(gè)一個(gè)的光子流，光子的能量與光的傳播速度有關(guān)答案C解析由愛(ài)因斯坦的觀(guān)點(diǎn)可知，光在發(fā)射、吸收、傳播的各個(gè)過(guò)程中，都是由一個(gè)個(gè)能量子組成的，A錯(cuò)誤；光的波粒二象性說(shuō)明微觀(guān)粒子具有波動(dòng)性，B錯(cuò)誤；光子能量與光的頻率有關(guān)，而與

15、傳播速度無(wú)關(guān)，C正確，D錯(cuò)誤考點(diǎn)三對(duì)光的本性的認(rèn)識(shí)6為了驗(yàn)證光具有波動(dòng)性，某同學(xué)采用以下做法，其中可行的是A讓一束光照射到一個(gè)輕小物體上，觀(guān)察輕小物體是否會(huì)振動(dòng)B讓一束光通過(guò)一狹縫，觀(guān)察是否發(fā)生衍射現(xiàn)象C讓一束光通過(guò)一圓孔，觀(guān)察是否發(fā)生小孔成像D以上做法均不可行答案B解析光波是一種概率波，不能理解為質(zhì)點(diǎn)參與的振動(dòng)，故A錯(cuò)光的衍射說(shuō)明光具有波動(dòng)性，故B正確光通過(guò)小孔成像，說(shuō)明了光的直線(xiàn)傳播，故C錯(cuò)7多項(xiàng)選擇對(duì)光的認(rèn)識(shí)，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是A個(gè)別光子的行為表現(xiàn)為粒子性，大量光子的行為表現(xiàn)為波動(dòng)性B光的波動(dòng)性是光子本身的一種屬性，不是光子之間的互相作用引起的C光表現(xiàn)出波動(dòng)性時(shí)，就不具有粒子性了，光表

16、現(xiàn)出粒子性時(shí)，就不具有波動(dòng)性了D光的波粒二象性應(yīng)理解為：在某種場(chǎng)合下光的波動(dòng)性表現(xiàn)明顯，在另外某種場(chǎng)合下，光的粒子性表現(xiàn)明顯答案ABD8多項(xiàng)選擇波粒二象性是微觀(guān)世界的根本特征，以下說(shuō)法正確的有A光電效應(yīng)現(xiàn)象提醒了光的粒子性B熱中子束射到晶體上產(chǎn)生衍射圖樣說(shuō)明中子具有波動(dòng)性C黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律可用光的波動(dòng)性解釋D光的波粒二象性說(shuō)明有的光是波，有的光是粒子答案AB要練說(shuō)，得練聽(tīng)。聽(tīng)是說(shuō)的前提，聽(tīng)得準(zhǔn)確，才有條件正確模擬，才能不斷地掌握高一級(jí)程度的語(yǔ)言。我在教學(xué)中，注意聽(tīng)說(shuō)結(jié)合，訓(xùn)練幼兒聽(tīng)的才能，課堂上，我特別重視老師的語(yǔ)言，我對(duì)幼兒說(shuō)話(huà)，注意聲音清楚，上下起伏，抑揚(yáng)有致，富有吸引力，這樣能引起幼兒

17、的注意。當(dāng)我發(fā)現(xiàn)有的幼兒不專(zhuān)心聽(tīng)別人發(fā)言時(shí)，就隨時(shí)表?yè)P(yáng)那些靜聽(tīng)的幼兒，或是讓他重復(fù)別人說(shuō)過(guò)的內(nèi)容，抓住教育時(shí)機(jī)，要求他們專(zhuān)心聽(tīng)，用心記。平時(shí)我還通過(guò)各種興趣活動(dòng)，培養(yǎng)幼兒邊聽(tīng)邊記，邊聽(tīng)邊想，邊聽(tīng)邊說(shuō)的才能，如聽(tīng)詞對(duì)詞，聽(tīng)詞句說(shuō)意思，聽(tīng)句子辯正誤，聽(tīng)故事講述故事，聽(tīng)謎語(yǔ)猜謎底，聽(tīng)智力故事，動(dòng)腦筋，出主意，聽(tīng)兒歌上句，接兒歌下句等，這樣幼兒學(xué)得生動(dòng)活潑，輕松愉快，既訓(xùn)練了聽(tīng)的才能，強(qiáng)化了記憶，又開(kāi)展了思維，為說(shuō)打下了根底。解析光電效應(yīng)提醒了光的粒子性，所以A正確；熱中子在晶體上產(chǎn)生衍射圖樣，即運(yùn)動(dòng)的實(shí)物粒子具有波的特性，說(shuō)明中子具有波動(dòng)性，所以B正確；黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律說(shuō)明電磁輻射具有量子化，即黑

18、體輻射是不連續(xù)的、一份一份的，所以黑體輻射可用光的粒子性解釋?zhuān)碈錯(cuò)誤；所有的光都具有波粒二象性，D錯(cuò)誤二、非選擇題這個(gè)工作可讓學(xué)生分組負(fù)責(zé)搜集整理,登在小黑板上,每周一換。要求學(xué)生抽空抄錄并且閱讀成誦。其目的在于擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面,引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注社會(huì),熱愛(ài)生活,所以?xún)?nèi)容要盡量廣泛一些,可以分為人生、價(jià)值、理想、學(xué)習(xí)、成長(zhǎng)、責(zé)任、友誼、愛(ài)心、探究、環(huán)保等多方面。如此下去,除假期外,一年便可以積累40多那么材料。假如學(xué)生的腦海里有了眾多的鮮活生動(dòng)的材料,寫(xiě)起文章來(lái)還用亂翻參考書(shū)嗎?9能量子某激光筆的發(fā)光功率為0.10 W，發(fā)出波長(zhǎng)為0.45 m的紅色激光，試計(jì)算該激光筆1.0 s的時(shí)間內(nèi)所發(fā)出的光子個(gè)數(shù)結(jié)果保存三位有效數(shù)字“師之概念，大體是從先秦時(shí)期的“師長(zhǎng)、師傅、先生而來(lái)。其中“師傅更早那么意指春秋時(shí)國(guó)君的老師。?說(shuō)文解字?中有注曰：“師教人以道者之稱(chēng)也?！皫熤x，如今泛指從事教育工作或是傳授知識(shí)技術(shù)也或是某方面有特長(zhǎng)值得學(xué)習(xí)者。“老師的原意并非由“老而形容“師?！袄显谂f語(yǔ)義中也是一種尊稱(chēng)，隱喻年長(zhǎng)且學(xué)識(shí)淵博者。“老“師連用最初見(jiàn)于?史記?，有“荀卿最