（新课标）人教版物理选修3-5 第17章 1　能量量子化 2　光的粒子性77张PPT

1　能量量子化 2　光的粒子性 [学习目标]　1.了解什么是热辐射及热辐射的特性，了解黑体与黑体辐射．(重点)2.了解黑体辐射的实验规律，了解黑体辐射的强度与波长的关系．(重点)3.知道光电效应中极限频率的概念及其与光的电磁理论的矛盾.4.知道光子说及其对光电效应的解释．(重点)5.掌握爱因斯坦光电效应方程并会用它来解决简单问题．(难点) 一、能量量子化 1．黑体与黑体辐射 (1)热辐射 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，所以叫做热辐射．物体热辐射中随温度的升高，辐射的较短波长的电磁波的成分越来越强． (2)黑体 某种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，这种物体就是绝对黑体，简称黑体． (3)黑体辐射的实验规律 ①一般材料的物体，辐射电磁波的情况，除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关． ②黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的有关．随着温度的升高，一方面，各种波长的辐射强度都有增加；另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动． (4)维恩和瑞利的理论解释 ①建立理论的基础：依据热学和电磁学的知识寻求黑体辐射的理论解释． ②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． ③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，由理论得出的荒谬结果被称为“紫外灾难”． 2．能量子 (1)普朗克的假设 振动着的带电微粒能量只能是某一最小能量值ε的整数倍.即能的辐射或者吸收只能是一份一份的．这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子． (2)能量子公式 ε＝hν，其中ν是电磁波的频率，h称为普朗克常量．h＝6.626×10－34 J·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．这种现象叫能量的量子化． (4)普朗克理论 ①借助于能量子的假说，普朗克得出了黑体辐射的强度按波长分布的公式，与实验符合之好令人击掌叫绝． ②普朗克在1900年把能量子列入物理学，正确地破除了“能量连续变化”的传统观念，成为新物理学思想的基石之一． 二、光电效应现象和规律 1．光电效应定义 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． 2．光电子 光电效应中发射出来的电子． 3．光电效应的实验规律 (1)存在着饱和电流．入射光强度一定，单位时间内阴极K发射的光电子数一定．入射光越强，饱和电流越大．表明入射光越强，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．遏止电压的存在意味着光电子具有一定的初速度．对于一定颜色(频率)的光，无论光的强弱如何，遏止电压都是一样的，即光电子的能量只与入射光的频率有关．当入射光的频率低于截止频率时，不论光多么强，光电效应都不会发生． (3)光电效应具有瞬时性．光电效应几乎是瞬时的，无论入射光怎么微弱，时间都不超过10－9 s. 4．逸出功 使电子脱离某种金属所做功的最小值，叫做这种金属的逸出功，用W0表示，不同金属的逸出功不同． 三、爱因斯坦的光子说及光电效应方程 1．光子说 (1)内容 光不仅在发射和吸收时能量是一份一份的，而且光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为ν的光的能量子为hν，这些能量子称为光子． (2)光子能量 公式为ε＝hν，其中ν指光的频率． 2．光电效应方程 (1)对光电效应的说明 在光电效应中，金属中的电子吸收一个光子获得的能量是hν，其中一部分用来克服金属的逸出功W0，另一部分为光电子的初动能Ek. (2)光电效应方程 Ek＝hν－W0. 3．对光电效应规律的解释 (1)光电子的最大初动能与入射光频率有关，与光的强弱无关．只有当hν>W0时，才有光电子逸出． (2)电子一次性吸收光子的全部能量，不需要积累能量的时间． (3)对于同种颜色 ... ...