2019_2020学年高中物理第6章经典力学与现代物理3爱因斯坦心目中的宇宙4微观世界与量子论课件+学案含答案（2份打包）沪科版必修2

爱因斯坦心目中的宇宙 微观世界与量子论 　1．理解相对论时空观，灵活运用质能关系分析解决问题．(重点＋难点) 2．理解光电效应和光的波粒二象性，理解氢原子光谱．(重点) 一、爱因斯坦的时空观 1．同时的相对性 “同时性”在惯性系中，在低速时是没有疑问的，例如一列火车在做匀速直线运动，在某车厢中的中点一个人点燃一支蜡烛．他看到车厢前后两壁是同时被照亮的，地面上的人也应认为前后壁都是被同时照亮的．但有了光速不变原理时，情况就不一样了，当火车速度较大时，地面上的人将认为光先到达后壁，而后到达前壁．这就是“同时的相对性”． 2．时空的相对性 假如有一个事件P发生，在参考系A中的坐标为(x，y，z)，发生的时间为t，在以速度v运动的参考系B中的坐标为(x′，y′，z′)，发生的时间为t′，则有变换公式： 爱因斯坦的时空相对性揭示了时间、空间与物质运动存在着内在的不可分割的联系，并给出了它们之间的定量关系． 二、两个奇特的效应 1．长度收缩效应 物体静止长度l0和运动长度l之间的关系为： l＝l0 上面的式子说明，相对于地面以速度v运动的物体，从地面上看，沿着运动方向上的长度变短了，速度越大，变短得越多． 2．时间延缓效应 Δt＝ 上面的式子具有普遍意义，当从地面观察以速度v前进的火车时，车上的时间进程变慢了，不仅时间变慢了，物理、化学过程和生命的过程都变慢了，但车上的人都没有这种感觉，他们反而认为地面上的时间进程变慢了． 三、爱因斯坦的质速公式 经过严格的证明，物体有静止质量m0和运动的质量m，它们之间有如下关系： m＝ ． 从上式可以看出，当物体(一般是粒子)的速度很大时，其运动时的质量明显大于静止时的质量． 四、质能关系 按照相对论和基本力学定律可推出质量和能量具有如下关系：E＝mc2． 这就是著名的质能关系．如果用Δm表示物体质量的变化，ΔE表示能量的变化，那么它们的关系可以表示为 ΔE＝Δmc2． 该式表示，随着一个物体质量的减小，会释放一定的能量；与此同时，另一个物体吸收了能量，质量也会增大． 五、光电效应 1．定义：当可见光和其他电磁辐射照射到金属表面上时，能从金属表面打出电子，这种现象叫做光电效应，而被打出的电子叫做光电子． 2．光子说 概述：爱因斯坦于1905年提出光子说．光在空间的传播是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光量子，一个光子的能量为E＝hν，ν为光的频率，普朗克常量h＝6．63×10－34 J·s．光子具有动量和能量． 3．光的波粒二象性：光既是电磁波，又具有粒子的特征，即光具有波粒二象性．一切辐射(电磁波和热辐射)都具有波粒二象性． 六、连续光谱与线光谱 1．连续光谱 (1)形式：连续分布着的包含着从红光到紫光的各种色光的光谱． (2)产生：灼热的固体及液体和高压气体直接发光时形成连续光谱． 2．线状光谱(分为明线光谱和吸收光谱) (1)形式：明线光谱由一些不连续的亮线组成，吸收光谱是在连续光谱的背景上分布着若干条暗线． (2)产生：由稀薄气体通电后发光产生的，观察稀薄气体放电后发光的光谱的实验中需要用光谱管和分光镜．当白光通过气体时，才形成吸收光谱(暗线光谱)． (3)原子光谱：某种元素的原子发出的分立的线状谱叫原子光谱． 七、实物粒子与波 德布罗意理论指出，每个物质粒子都伴随着一种波，这种波称为物质波，又称为德布罗意波． 　相对论时空观的理解 1．对长度收缩效应的理解 可以想象这样一幅图景：一列火车以接近光的速度从我们身边飞驰而过，我们感到车厢变短了，车窗变窄了……火车越快，这个现象越明显，但是车厢和车窗的高度都没有变化．车上的人有什么感觉呢？他认为车上的一切和往常一样，因为他和火车是相对静止的．但是，他却认为地面上的景象有些异常：沿线的电线杆间的距 ... ...