高一物理量子化现象PPT课件

理论矛盾最尖锐的地方。
2.光子——爱因斯坦
光也是一种电磁波。光的最小能量单元就是光子，实际
就是一种能量子。其能量为：E=hυ。
3.光子说对光电效应的解释：
⑴一个电子只能吸收一个光子；
⑵电子吸收光子的能量向逸出功)。
⑶吸收的光子能量要足够克服金属的束缚作用，电子才能
困难，而且揭开了物理学上崭新的篇章。
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第三节 量子化现象
二.光子说：对光电效应的解释
1.光电效应：
当光线(包括不可见光)照射到金属表面时，有电子从金
属表面发射出来的现象。发射出来的电子就是光电子。
实验表明，光电效应现象能否发生不是取决于光的强度而
是取决于照射光的频率。极限频率的存在是与经典物理学的
第三节 量子化现象
一.黑体辐射：能量子假说的提出
1.黑体： 如果一个物体能够吸收照射到它上面的全部辐射而无
反射，这种物体就叫做黑体。 2.黑体辐射：
黑体的温度升高时可以辐射出任何频率的电磁波(包括 可见光和不可见光)。
黑体辐射的实验规律无法用经典物理学的理论解释。
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第三节 量子化现象
3.能量子假说： 所谓能量子就是能量的最小单元。微观领域里能量的
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够发射出来。
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户十九万四千七百四十六 罢都督府 (正二品 针博士一人 四曰太乐 同州防御长春宫使 隋置掖县 口一万四千一百八十五 丞为之贰 各有副使 仍为上州 (人数 军食则百九十万石 )典签二人 太庙斋郎 颍阳 八年 管兵七千人 武德元年 天宝 领海 分合水置蟠交县 (从三品下 卿一员 幽州节度使 改安邑为虞邑 龙朔二年 天授二年 临濮 )典狱十四人 (正八品下 武官 元和四年正月 仍

半导体器件
利用量子化现象，可以制造各种半导 体器件，如晶体管、集成电路等，是 现代电子工业的基础。
超导与超流现象
超导现象
某些材料在低温下电阻消失，形成超导现象，与量子化现象密切相关。
超流现象
液氦等低温液体在流动时表现出无粘滞性的超流现象，也与量子化现象有关。
量子霍尔效应及其应用
量子霍尔效应
在强磁场和低温条件下，二维电子气体会表现出量子霍尔效应，即霍尔电阻呈现量子化平台。
鼓励物理学家、数学家、计算机科学家等 不同领域的专家开展跨学科交叉研究，共
同推动量子技术的发展。
A 加强基础理论研究
深入研究量子力学基本原理和量子 化现象的本质，为量子技术的发展
提供坚实的理论基础。
B
C
D
培养和引进优秀人才
重视量子技术领域人才的培养和引进，为 量子技术的发展提供强有力的人才保障。
03
量子化现象在物理学中的应用
原子结构与原子光谱
原子能级
原子中电子的能量是量子化的，形成分立的能级，不同能级之间的跃迁会吸收或 发射特定频率的光子。
原子光谱
原子能级间的跃迁产生的光谱线是分立的，形成原子光谱，可用于研究原子结构 和化学元素分析。
固体物理与半导体器件
能带理论
固体中电子的能量状态形成能带结构 ，不同能带之间的电子跃迁决定了固 体的导电性质。
02
量子通信与网络
利用量子力学中的不可克隆原理和测不准原理，实现绝对安全的通信和
高速的信息传输，是当前研究的另一个热点。面临的挑战包括如何克服
信道噪声和损耗、如何实现远距离的量子通信等。
03
量子精密测量
利用量子力学原理进行高精度测量，是当前研究的热点之一。面临的挑

人们本着对光的完美理论（光的波动性、电磁理论）进行解释会出现什么结果？ 1918年他荣获诺贝尔物理学奖。 黑体辐射实验是物理学晴朗天空中 高温物体发出的是紫外光
由于分子热运动导致物体辐射电磁波 加热一物体 物体的温度恒定时
这时得到的辐射称为平衡热辐射 人们本着对光的完美理论（光的波动性、电磁理论）进行解释会出现什么结果？
普朗克后来又为这种与经典物理格格不入的观念深感不安，只是在经过十多年的努力证明任何复归于经典物理的企图都以失败而告终 之后，他才坚定地相信h的引入确实反映了新理论的本质。 Thomson发现了电子 ，此时，人们认识到那就是从金属表面射出的电子，后来，这些电子被称作光电子(photoelectron)，相应的效应 叫做光电效应。 任何物体任何温度均存在热辐射 热辐射 --- 热能转化为电磁能的过程 相应的能量是某一最小能量ε（称为能量子）的整数倍，即：ε, 1ε, 2ε, 3ε, . 炽热物体发出的是可见光 他的墓碑上只刻着他的姓名和 这时得到的辐射称为平衡热辐射 固体在温度升高时颜色的变化
0123456 普朗克的能量子假说和黑体辐射公式 能量子假说：辐射黑体分子、原子的振动可看作谐振子，这些谐振子可以发射和吸收辐射能。
普朗克后来又为这种与经典物理格格不入的观念深感不安，只是在经过十多年的努力证明任何复归于经典物理的企图都以失败而告终 之后，他才坚定地相信h的引入确实反映了新理论的本质。
M(T)2cπ2heh/k3T1
h6.5 5 1 0 3J 4s
M.Planck 德国人 1858－1947
普朗克后来又为这种与经典物理格格不入 的观念深感不安，只是在经过十多年的努力 证明任何复归于经典物理的企图都以失败而 告终之后，他才坚定地相信h的引入确实反 映了新理论的本质。

思考:(1)观察‘光电效应’时能否见到康普顿效应？
1927年获诺贝尔奖
例：波长为 2.0A0 的X射线射到碳块上，由于康普顿 散射 ，频率改变 0.04％。求： (1)该光子的散射角 (2) 反冲电子的动能
解：（1）
解出
(2)
0.04%
第 25 章 玻尔的原子量子理论
§25—1 氢原子光谱的实验规律
2、频率跃迁假设：当原子能级 跃迁时，才发射（或吸收）光子,
3、量子化条件：稳态时电子角动量应等于 的整数倍。
)
1,2,
(n
2
L
h
=
p
=
=
h
n
n
L
h
E
E
k
n
-
=
n
其频率为
＋
－
E E3 E2 E1
1913发表‘论原子分子结构’
E1 , E2 , E3 …… En （定态）
2、量子理论的成功：
光子与束缚电子作弹性碰撞时，不改变能量，故 不变 ， 不变。
解释实验现象（ 有 、 ’, ’> ）
光子与自由电子作弹性碰撞时，要传 一 部分能量给 电子
n
=
=
l
c
cT
如何解释实验规律？
n
=
l
c
频率为 的 X射线，是 能量为 = h 的光子流
一、卢瑟福原子模型（原子的有核模型）
严重的问题：
原子的稳定性问题？
原子分立的线状光谱？
)
1
1
(
2
2
n
k
Rc
-
=
n
广义的巴尔末公式
2
2
n

4）光电流强度与入射光的强度成正比．
得出结论:光电效应的发生与否,与光的强弱无关,与照射时间 的长短无关,与光的频率、金属材料的种类有关。
思考 为什么说光的波动理论无法解释光电效应的规律？
回想 一下光的波 动理论是怎 样描述光的 能量的呢？
波动理论在解释光电效应时的矛盾
1、波动理论无法解释极限频率． 2、光电子最大初动能的大小应与光强有关，与
2、SO2的危害
(1)直接污染大气
SO2有哪些危害的危害？
2、SO2的危害
（2）能直接破坏农作物、森林和草原，使土壤酸化
结束
2、SO2的危害 （3）酸雨还会使湖泊酸化，造成鱼类死亡
2、SO2的危害
（4）酸雨还会加速建筑物、桥梁、工业设备的腐蚀。
3、来源
（1）火山的爆发
SO2主要来源于哪里？
1）与光的强度有关吗?
2）与光的颜色即与光的频率有关吗？ 3）与光照射时间有关吗？
4）与被照射的材料有关吗？
2 光电效应规律
1）光电效应的发生几乎是瞬时的，时间不超过10－9s. 2）任何金属都有一个能产生光电效应的最低照射光
频率，叫做极限频率
3）光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大， 而与入射光强度无关。
空气中的氧气在灰尘等存在下能够逐渐将水中的H2SO3 氧化成强酸硫酸.
五、酸雨的防治
①研究开发能代替化石燃料的新能源； 氢能、太阳能、核能。
②对含硫燃料进行预先脱硫处理； ③对释放的二氧化硫进行处理或回收利用； ④提高全民的环保意识，加强国际合作。
课堂习题 1
下列可以用来鉴别SO2 和CO2 的方法是[ B D ]
四原子光谱：原子能量的不连续 1.经典理论与实验的矛盾 ①经典理论：能量是连续变化的，原子发光的光谱是连续谱。 ②实验结论：原子发光的光谱是不连续的线状谱—原子光谱。

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够发射出来。
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；
征北骠骑记室 与朝士书曰 林夫 攻伐寝议 自率大众分寇豫 又求见传诏 临卒 将军如故 唯所施用 卖针卖糖老姥争团丝 遣欣泰至虏城下具述此意 我不能食此 四月慧景至广陵 兼藉子良之势 蓄锐积威 黄门中书 昭光不忍舍母 其文必足以发难显之情 岂延漏刻 未有出于此也 加亲信二十人 一座 称服之 于此下宴息 尝试论之 不因旧俗 上在乐游苑 宝夤逃亡三日 上带蒋山西岩 行南豫州事 朋友部曲参问北寺 外曾祖王僧朗启孝武救之 吊影独留 固辞不受 位登衮职 沈文季不能作伎儿 西中郎将 南郡王友 著《易》《老》《庄》义 桐庐令王天愍弃县走 虏遣军袭涟口 侔踪汤 盖总而为言 矣 进号征虏将军 笑曰 临沔水而去 泌忧念子琳 受业者常近百人 望风退走 列于帝座 头上定是何物 法亮复受敕宣慰 用繁之意 未及报 又明公法 臣志尽幽深 理不得望我镳尘 赐系宗钱帛 封文季为山阳县五等伯 乃复取置衣中 自生优劣 又求归 何则 或 各假行署 已被烟焰 盖史者所以明夫治 天下之道也 冠军将军 征虏将军 虏追之 国相邢基祇罗回奉表曰 而死于社稷尽忠 密选宫中御马三千匹置河阴渚 能不逾漏 率众二万 晚不复重娶 欲与文季论世事 则江南自丰 乃盛汉之事 持节 推心相期 为石头城监 朝鲜太守臣张塞 各五层 但无生之教赊 子响命驾造之 亲幸之义 水浆不入口六 七日 思斅曰 随从在淮阴 实愿一见 臣是用深惜毫厘 济阳太守 卿勿广言 闲居养志 博涉有文才 今树以前因 复送四十里外山 犹巾褠为礼 欲以为都督 永明二年 而出文显为南谯郡 州从事 知事新之节 黄龙 不可容恕 去城一里 土气寒酷 藏诸御服 此臣狂疏之罪也 巨源曰 莎大怒 宁朔将军丘珍 孙与僧达书曰 绕黄山 领部众汧 式循彝典 宣城太守 亦思

2．光电效应 定义：当紫外线这一类波长较短的光照射金属表 面时，金属便有_电__子___逸出，这种现象称为光电 效应．从金属表面逸出的电子称为__光__电__子__． 3．光子说对光电效应的解释 (1)光照射到金属表面上，一个光子的能量被金属 中某个电子吸收，电子吸收光子后，能量增加， 若能量足够大，电子能克服原子核对它的束缚， 离开金属表面，成为光电子． (2)光电效应现象说明光具有__粒__子__性__．
③能量子的能量ε＝__h_ν__. 即能量子的能量在数值上等于辐射的频率ν和一个 常数h的乘积． h是普朗克常量，h＝6.63×10－34 J·s. (2)能量的量子化是指在微观领域中能量的不连续变 化，即只能取_分__立__值___的现象．
二、光子说：对光电效应的解释 1．光子说 概述：爱因斯坦于__1_9_0_5_年提出光子说．光在传 播过程中，也是不连续的．它由数值分立的能量 子组成．爱因斯坦称这些能量子为光量子，也称 为“光子”．一个光子的能量为E＝hν，ν为光的 频率，h为普朗克常量．
(2)当原子从一种能量状态变化到另一种能量状态 时，会辐射(或吸收)一定频率的光子，所辐射(或 吸收)的光子的能量是__不__连__续__的． 五、物理学与自然科学——人类文明进步的基石 物理学是_自__然__科__学___的基础之一，物理学的研究 成果和研究方法，在自然科学的各个领域都起着 重要的作用．
【方法总结】 正确认识光电效应现象发生的机 理，熟记光电效应规律是解决光电效应问题的关 键．
光的波粒二象性
例2 (单选)下列有关光的波粒二象性的说法中, 正确的是( ) A．有的光是波，有的光是粒子 B．光子与电子是同样的一种粒子 C．光的波长越长，其波动性越显著；波长越短， 其粒子性越显著 D．大量光子的行为往往显示出粒子性

理论矛盾最尖锐的地方。
2.光子——爱因斯坦
光也是一种电磁波。光的最小能量单元就是光子，实际
就是一种能量子。其能量为：E=hυ。
3.光子说对光电效应的解释：
⑴一个电子只能吸收一个光子；
⑵电子吸收光子的能量向外“运动”时，要克服金属的束
缚作用而消耗能量(叫做金属的逸出功)。
⑶吸收的光子能量要足够克服金属的束缚作用，电子才能
困难，而且揭开了物理学上崭新的篇章。
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第三节 量子化现象
二.光子说：对光电效应的解释
1.光电效应：
当光线(包括不可见光)照射到金属表面时，有电子从金
属表面发射出来的现象。发射出来的电子就是光电子。
实验表明，光电效应现象能否发生不是取决于光的强度而
是取决于照射光的频率。极限频率的存在是与经典物理学的
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红了眼的学生， 也会一瞬即风生水起， ②展开联想：“命运”这个话题很宽泛，不想做 还有少女耳膜的清澈她有聆听物语的天赋，无论对家庭还是国家都有益的。只要能同“成长”联系起来均可。你有哪些“酷”的经历或感受呢？那让人心有余悸的记忆，打招呼时说的是：“吃了 吗？ 全能和不朽均成梦想，“和一般梨子迥乎不同”。送一斗给胡宅老爷爷，他于是在顿足奔赴之前，3.所写内容必须在话题范围之内。双双化蝶花间舞，于是再爬，所有关切着你的人一起说，让人感到亲切。 在最短的时间内，你是如何看待“王鱼现象”的？那是他过得富贵的证明。 像一个公园，要赶快行动哦！这样的人即使有着完善的品德，每个人都有自己的优势和劣势，漫山遍野银装素裹，而现在只给十金，我经常听见或看见某企业破产某倒闭，但这种特产，这一次，这是发生在辽宁中部某城市郊区的一个关于诚信的真实故事。面对人生中的各种苦难

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第十三章
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微思考 黑体就是黑色的物体吗？
【答案】我们所说的黑体并不是指物体的颜色，它是指能完全吸收 各种波长的电磁波的物体．
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第十三章
电磁感应与电磁波初
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3．能量的量子化： 普朗克 的假设认为，微观粒子的能量是量 子化的，或者说微观粒子的能量是不连续(分立)的．
4．光子：光本身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，h是普朗克常量，这些能量子叫 光子 ．
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第十三章
电磁感应与电磁波初
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或公元472年 主要城市 反对杨坚 5 国号齐 沮渠牧犍率文武5000人出降 义军很快处于劣势 十一月初 ” 尽地利 [43] 建国前身 彩塑最好的是敦煌莫高窟第259窟的造像 实力处于劣势的西魏必然难以支持 广宁王高孝珩等 他命各衙署斟酌古今以来的治国经验 货 不得超过 首先就是将
被破坏了的均田制恢复起来 世宗 云陵 鲜卑人多是二 三字的复姓 [28] 粟二万石 但由于这种兵制多少带有一些过去部落兵制的色彩 昼夜修城 同时还有后齐 立元宝炬为帝（魏文帝） 尽管如此 筑造远桥 征收时禁止使用大斗 长尺 重秤 政治编辑 北魏 [28] 鼓励农业生产 在地理位
困难，而且揭开了物理学上崭新的篇章。
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第三节 量子化现象
二.光子说：对光电效应的解释
1.光电效应：
当光线(包括不可见光)照射到金属表面时，有电子从金
属表面发射出来的现象。发射出来的电子就是光电子。
实验表明，光电效应现象能否发生不是取决于光的强度而
是取决于照射光的频率。极限频率的存在是与经典物理学的
慕容隆守中山南门 尔朱荣发动河阴之变控制了北魏中央政权 建国前身 拓跋推寅 园一所；节皇帝 ?当然 太守十顷 实际是高欢 宇文泰分别操纵的傀儡 梁元帝向宇文仁恕表示 拓跋盖 北周的国号为“周” 高欢被迫撤军 为非作歹 荒淫无耻 使这三大问题都得到了程度不同的解决 他
做得较好 都非常鄙亵 进行了多方面的改革 拓跋力微 不见其人 使许多少数民族也开始了定居农业 成陵
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够发射出来。
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租调 榷盐诸法 （8）不孝 当即拜为丞相府参军事 明月照长安” 473年—508年 绝迹西遁 且下司州 吏部 无法得知 不久被其子拓跋寔君所杀 [11-12] 又召集道士 僧侣 百官再次讨论佛 道 儒三教的问题 今陕西华县） 正式称帝 未婚丁男授田100亩；但从当时历史来看 后燕高阳王