6.5 量子化现象 (共23张PPT) 课件 2024-2025学年高一物理粤教版（2019）必修第三册

(课件网) 第六章 电磁现象与电磁波 第5节 量子化现象 能量量子化 能量量子化掀起了物理学史上的一场革命，想象一下，能量不是连续流动，而是像珍珠项链一样，只能以特定的“量子”存在。这不仅改变了我们对光和物质的理解，还催生了量子计算机和激光技术。 1.初步了解微观世界中的量子化现象，知道量子论的主要内容。 2.知道宏观物体和微观粒子的能量变化特点，了解光的波粒二象性。 3.知道玻尔原子理论基本假设的主要内容。 一、光是一种电磁波 麦克斯韦 19世纪60年代，麦克斯韦建立了电磁场理论。 基于这一理论，他预言电磁波的存在。 麦克斯韦认为：光是一种电磁波，它通过电场和磁场的相互激发可以在真空中传播。 赫兹 1888年，赫兹用实验证实了电磁波的存在，并且证明了电磁波和光一样具有反射、折射、干涉和衍射等性质。 他还证明了电磁波的速度与光速相等。 二、能量子假说 我们知道，所有物体都发射出热辐射，这种辐射就是电磁波 常温下我们看到不发光的物体颜色就是物体表面反射光所致。 一个物体除了辐射外，物体表面还会反射外来的电磁波 二、能量子假说 1.黑体 如果某物体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，这物体称为黑体。 （1）黑体不反射电磁波，但可以向外辐射电磁波。 （2）黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与它的温度有关。 在现实生活中，若物体反射的电磁波远远少于辐射的电磁波时，我们就可以把他们当成是黑体。 生活中，哪些物体可以看作是黑体？ 远处的窗口 烟煤 遥远的恒星 开孔的黑盒子 射入小孔的电磁波在空腔内表面会发生多次反射和吸收，最终几乎不能从小口射出 反射的电磁波远远少于辐射的电磁波 二、能量子假说 1.黑体 黑体辐射：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。 黑体辐射实验：随着温度的升高 （1）各种波长的辐射强度都有增加； （2）辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。 0 1 2 3 4 1700K 1500K 1300K 1100K 辐射强度 二、能量子假说 2.黑体辐射 实验 瑞利线 维恩线 为了得出同实验相符的黑体辐射公式，德国物理学家普朗克进行了多种尝试。 维恩和瑞利的理论解释： （1）维恩公式：在短波区与实验非常接近，在长波区则与实验偏离很大。 （2）瑞利公式：在长波区与实验基本一致，但在短波区与实验严重不符。 二、能量子假说 3.黑体辐射理论解释 1900年底，普朗克作出了这样的大胆假设： 能量的发射和吸收不是连续的，而是一份一份地进行。每一份的能量等于ε，称为能量子，它的大小为 是电磁波的频率，h是一个常量，后人称之为普朗克常量，其值为 普朗克 二、能量子假说 4.能量子 三、光子假说 当光照射在金属上时，有时会有电子从金属表面逸出，这种现象被称为光电效应，逸出的电子被称为光电子。 1.光电效应 观察实验，思考实验现象产生的原因 光电效应实验视频 光本身就是一个个不可分割的能量子，后来被叫做光子，其能量为： 爱因斯坦从普朗克的能量子说中得到了启发，他提出： 三、光子假说 爱因斯坦 进一步实验发现，用不同频率的光去照射阴极时，发现光的频率越高，光电子动能越大，频率低于某一数值时，不论光的强度多大，都不能产生光电子。 1.光电效应 三、光子假说 2.光电效应的解释 如果光子的能量大于电子脱离金属表面所需的能量，则电子脱离金属表面产生光电子，且光的强度越大，光子的数量越多，则产生的光电子也越多； 否则，无论光的强度多大，都无法产生光电子。 光照 光子被电子所吸收 一部分能量用来脱离金属表面 一部分能量是电子离开金属表面时的动能 四、光的波粒二象性 光的干涉和衍射实验表明，光是一种电磁波，具有波动性。 光电效应则表明，光在与物体相互 ... ...