量子论初步

物理量子论初步知识点归纳物理量子论初步知识点归纳一. 教学内容：量子论初步二. 要点扫描（一）光电效应1. 现象：在光（包括不可见光）照射下物体发射出电子的现象叫光电效应现象；所发射的电子叫光电子；光电子定向移动所形成的电流叫光电流。

s，几乎是瞬时产生的.说明：（1）光电效应规律“光电流的强度与入射光的强度成正比”中“光电流的强度指的是光电流的最大值（亦称饱和值），因为光电流未达到最大值之前，其值大小不仅与入射光的强度有关，还与光电管两极间的电压有关. 只有在光电流达到最大以后才和入射光的强度成正比.（2）这里所说“入射光的强度”，指的是单位时间内照射到金属表面单位面积上的光子的总能量，在入射光频率不变的情况下，光强正比于单位时间内照射到金属表面上单位面积的光子数. 但若换用不同频率的光照射，即使光强相同，单位时间内照射到金属表面单位面积的光子数也不相同，因而从金属表面逸出的光电子数也不相同，形成的光电流也不同.（二）光子说1. 光电效应规律中（1）、（2）、（4）条是经典的光的波动理论不能解释的，（1）极限频率光的强度由光波的振幅A决定，跟频率无关，只要入射光足够强或照射时间足够长，就应该能发生光电效应.（2）光电子的最大初动能与光强无关，（3）波动理论还解释不了光电效应发生的时间之短10－9s能量积累是需要时间的2. 光子说却能很好地解释光电效应. 光子说认为：（1）空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子.（2）光子的能量跟它的频率成正比，即E＝hv＝hc／λ 式中的h 叫做普朗克恒量，h＝6. 610＿34J?s.因斯坦利用光子说解释光电效应过程：入射光照到金属上，有些光子被电子吸收，有些没有被电子吸收；吸收了光子的电子（a、b、c、e、g）动能变大，可能向各个方向运动；有些电子射出金属表面成为光电子（b、c、g），有些没射出（a、e）；射出金属表面的电子克服金属中正电荷引力做的功也不相同；只有从金属表面直接飞出的光电子克服正电荷引力做的功最少（g），飞出时动能最大。

第二十一章量子论初步
§21.1 光电效应光子
学习要求：
1.理解光电效应中极限频率的概念及其与光的电磁理论的矛盾
2.知道光电效应的瞬时性及其与光的电磁理论的矛盾
3.理解光子说及其对光电效应的解释
4.理解爱因斯坦光电效应方程并会用来解决简单问题
Heinrich Rudolf Hertz
1857－1894
普通光
教材P41例题 思考题：
在上图所示的光电效应实验中，已知G 表有示数。

（1）若将滑片P 逐渐向右滑动，
G 表示数如何变化？
（2）若将电源正负极反向再将滑片P 从最左边向右滑动，G 表示数又如何变化？ （3）在第（2）问中G 表示数稳定后，若增大入射光强度而频率不变，G 表示数又有何变化？
（4）在第（2）问中G 表示数稳定后，若增大入射光频率而强度不变，G 表示数又有何变化？
作业：
1. 再读教材，领会光电效应与波动理论的矛盾以及光子说对光电效应的解释
2. 阅读练习册讲解部分（含例题和变式训练）并完成课后作业。

2016年高考物理量子论初步和原子核2016年高考物理试题中，量子论和原子核是必考内容。

量子论，是研究微观物质世界的基本物理理论，它在信息、计算机、通信等技术领域具有广泛的应用。

原子核，是物质世界构成的基本部分，研究原子核结构与变化规律可以深入理解物质的本质。

本文将从初步概念入手，全面阐述量子论和原子核的相关知识。

一、量子论初步量子理论是20世纪出现的，它突破了经典力学的桎梏，开启了物理世界的全新局面。

量子论达到了精度和理论的高峰，将成为人类探索微观领域的最强工具。

量子物理的基本概念包括：1.粒子波性粒子波性是指粒子固有的波特性。

20世纪初，普朗克提出能量量子化的理论，狄拉克进一步发展了粒子波性的观念。

粒子既具有粒子的位置和动量特性，又具有波的传播规律。

物理学家们深入研究粒子波性，为后来的量子力学奠定了理论基础。

2.量子力学量子力学是研究微观世界的基础科学理论。

它从微观粒子的运动状态出发，描述物体在不同状态下的行为。

简单来说，量子力学在微观领域中描述各种现象，它创造了描绘物理系统的数学语言和技术。

3.波函数波函数是量子力学中最重要的基本概念之一。

它是描述一个量子系统的函数，常用于计算量子力学中的各种物理量。

波函数的物理意义是描述量子物理系统中电子云的性质，包括密度、形状、能量等。

二、原子核原子核是指由质子和中子组成的核心部分。

原子核稳定性和反应性质对于许多物理学和化学领域的研究起着重要的作用。

原子核结构和原子核反应规律是物理实验与理论研究中的重要问题之一。

以下是原子核结构的基本内容：1.质子和中子质子是原子核中带正电的粒子。

质子和中子都是核子，共同组成原子核。

中子是与质子具有相同质量的中性粒子，它们通常呈现固有的结合状态，也就是在一起的状态。

核力负责使质子和中子结合在一起。

2.核荷数核荷数是指原子核中的质子数，相当于该原子在中性状态下的原子序数。

核荷数决定了原子核的性质，它与化学元素的周期表有密切关系。

量子论的初期发展1、普朗克与能量子的诞生马克斯·普朗克（Planck Marl Ernst Ludwig ，1858～1947）1858年4月18日诞生于德国的一座小城基尔，他出生于牧师、学者和法学博士的家庭；普朗克在基尔接受了初等教育，1867年全家迁到巴伐利亚的慕尼黑后，他进入了马克西米中学就读。

中学毕业后，普朗克先后在慕尼黑大学和柏林大学就读，当时的物理学大师赫姆霍兹、基尔霍夫和数学家魏尔斯特拉斯(Weierstrass Karl Theoder Wilhelm)都是他的导师。

这些大师的深邃思想，使普朗克大开眼界。

同时他还精读著名热力学家克劳修斯的著作，从而开始热衷于对“熵”的研究。

年仅21岁的普朗克就以题为《论热力学第二定律》的论文获得博士学位。

1885年，普朗克被聘为德国基尔大学“特命”副教授；1889年，他又接替了柏林大学他的导师基尔霍夫的位置。

1892年，他晋升为正教授。

赫姆霍兹评价说：他用热力学的方法得到了物理化学家们从关于原子和离子的特殊假设中得到的确切无疑的结果。

就这样，普朗克成了世界上经典热力学的权威，并一直保持了这种权威地位。

1894年，普朗克转到了当时物理学的研究热点：黑体辐射问题。

从而导致了量子论的诞生。

1、1 量子概念的诞生十九世纪未叶，黑体辐射问题成了当时物理学界研究的热点问题，1879年斯忒藩（Stefan Joseph ，1835～1893）从实验入手，1884年玻尔兹曼从热力学理论入手，得到了黑体的总辐射能（W ）与绝对温度(T )的四次方程成正比的斯忒藩-玻尔兹曼定律。

1896年，维恩（Wien Wilhelm ，1864～1929）根据热力学、结合经验数据得到了维恩辐射定律；维恩辐射定律在波长较短、温度较低时才与实验结果相符，而在长波区域则系统地低于实验值。

1900年6月，英国著名物理学家瑞利根据经典物理学的基本原理推导出一个黑体辐射定律，瑞利的推导中错了一个因子，后来（1905）被年轻的英国天文学家金斯（James Hopwood Jeans ，1877～1946）纠正，所以这个公式又叫做瑞利—金斯辐射定律。

2006年物理高考复习四----量子论初步一、知识结构二、重点难点简析1．光电效应现象(1)现象 光照使金属发射电子的现象。

(2)规律 ①能否使金属发射光电子，取决于入射光频率，每一种金属都有发生光电效应现象的极限频率；②发射出的光电子的最大初动能随入射光的频率的增大而增大，而与入射光强度无关；③光电子的发射几乎是在瞬间(10－9秒)完成的；④饱和光电流与入射光强度成正比。

(3)解释 为了解释光电效应现象中所表现出来的四条规律，不得不把光看作是一份一份地不连续传播的，每一份叫做一个光子，其能量为E=hv ，这实际上就是所谓的“光子说”的基本内容，在“光子说”的基础上，很容易对光电效应中的种种现象作出解释。

2．爱因斯坦方程与能量守恒定律频率为v 的单射光照射到逸出功为W 的金属板上，若入射光频率大于金属板的极限频率，则将发生光电效应现象，所产生的光电子的最大初动能为w hv mv 212m -= 这就是所谓的爱因斯坦方程，其本质是能量守恒定律在光电效应现象中的特殊表现形式。

3．光的波粒二象性(1)干涉、衍射等现象，表明光是一种波；光电效应现象又表明光是一种粒子。

光既有波动性，又有粒子性，即光具有波粒二象性。

(2)大量光子的运动规律表现为波动性；单个光子的行为表现为粒子性。

光在传播过程中，更多地表现出波动性；光在与其它物体发生作用时，更多地表现出粒子性。

光的波长越长，其波动的特性越明显；光的频率越高，其粒子的特性越显著。

4．玻尔的“半经典”原子理论玻尔保留了卢瑟福核式结构理论中部分成功的经典理论，同时又引入了量子观念，提出了三条假设，形成所谓的“半经典”的原子理论。

(1)“定态假设”原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中，电子虽作变速运动，但并不向外辐射电磁波，这样的相对稳定的状态称为定态。

定态假设实际上只是给经典的电磁理论限制了适用范围；原子中电子绕核转动处于定态时不受该理论的制约。

(2)“跃迁假设”电子绕核转动处于定态时不辐射电磁波，但电子在两个不同定态间发生跃迁时，却要辐射（吸收）电磁波（光子），其频率由两个定态的能量差值决定12E E hv -=跃迁假设对发光（吸光）从微观（原子等级）上给出了解释。