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能量量子化★新课标要求（一）知识与技能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2．了解黑体辐射的实验规律，了解黑体热辐射的强度与波长的关系3．了解能量子的概念（二）过程与方法了解微观世界中的量子化现象。
比较宏观物体和微观粒子的能量变化特点。
体会量子论的建立深化了人们对于物质世界的认识。
（三）情感、态度与价值观领略自然界的奇妙与和谐，发展对的好奇心与求知欲，乐于探究自然界的奥秘，能体验探索自然规律的艰辛与喜悦。
★教重点能量子的概念★教难点黑体辐射的实验规律★教方法教师启发、引导，生讨论、交流。
★教用具：投影片，多媒体辅助教设备★课时安排1 课时★教过程（一）引入新课教师：介绍能量量子化发现的背景：（多媒体投影，见课件。
）19世纪末页，牛顿定律在各个领域里都取得了很大的成功：在机械运动方面不用说，在分子物理方面，成功地解释了温度、压强、气体的内能。
在电磁方面，建立了一个能推断一切电磁现象的 M方程。
另外还找到了力、电、光、声----等都遵循的规律---能量转化与守恒定律。
当时许多物理家都沉醉于这些成绩和胜利之中。
他们认为物理已经发展到头了。
1900年，在英国皇家会的新年庆祝会上，著名物理家开尔文作了展望新世纪的发言：“的大厦已经基本完成，后辈的物理家只要做一些零碎的修补工作就行了。
”也就是说：物理已经没有什么新东西了，后一辈只要把做过的实验再做一做，在实验数据的小数点后面在加几位罢了！但开尔文毕竟是一位重视现实和有眼力的家，就在上面提到的文章中他还讲到：“但是，在物理晴朗天空的远处，还有两朵令人不安的乌云，----”这两朵乌云是指什么呢？一朵与黑体辐射有关，另一朵与迈克尔逊实验有关。
然而，事隔不到一年（1900年底），就从第一朵乌云中降生了量子论，紧接着（1905年）从第二朵乌云中降生了相对论。
经典物理的大厦被彻底动摇，物理发展到了一个更为辽阔的领域。
正可谓“山重水复疑无路，柳暗花明又一村”。
人教版高中物理选修3—5知识点总结第十六章动量守恒定律动16.1实验探究碰撞中的不变量碰撞的特点:1、相互作用时间极短。
2.相互作用力极大，即内力远大于外力。
3、速度都发生变化。
一、实验的基本思路1、一维碰撞：我们只研究最简单的情况——两个物体碰撞前沿同一直线运动，碰撞后仍沿同一直线运动。
2、猜想与假设：一个物体的质量与它的速度的乘积是不是不变量?3、碰撞可能有很多情形。
例如两个物体可能碰后分开，也可能粘在一起不再分开。
二、需要考虑的问题①如何保证碰撞是一维的？即两个物体在碰撞之前沿同一直线运动，碰撞之后还沿同一直线运动。
在固定的轨道上做实验——气垫导轨。
②怎样测量物体的质？用天平测量。
③怎样测量两个物体在磁撞前后的速度?速度的测量：可以充分利用所学的运动学知识，如利用匀速运动、平抛运动，并借助于斜槽、气垫导轨、打点计时器和纸带等来达到实验目的和控制实验条件。
④数据处理：列表。
参考案例一气垫导轨和光电门研究碰撞。
参考案例二利用单摆研究碰撞参考案例三利用打点计时器研究碰撞参考案例四利用平抛运动研究碰撞研究能量损失较小的碰撞时，可以选用参考案例二;研究碰撞后两个物体结合在一起的情况时，可以选用参考案例三。
参考案例四测出小球落点的水平距离可根据平抛运动的规律计算出小球的水平初速度。
实验设计思想巧妙之处在于用长度测量代替速度测量。
16.2动量定理一、动量1、定义：把物体的质量m和速度ʋ的乘积叫做物体的动量p，用公式表示为p = mʋ2、单位：在国际单位制中，动量的单位是千克米每秒，符号是kg•m/s3、动量是矢量：方向由速度方向决定，动量的方向与该时刻速度的方向相同。
4、注意：物体的动量，总是指物体在某一时刻的动量，即具有瞬时性，故在计算时相应的速度应取这一时刻的瞬时速度。
5、动量的变∆p①某段运动过程（或时间间隔）末状态的动量p'，跟初状态的动量p的矢量差，称为动量的变化（或动量的增量），即p = p' - p。
§17.4 概率波【教学目标】（一）知识与技能1．了解微粒说的基本观点及对光学现象的解释和所遇到的问题．2．了解波动说的基本观点及对光学现象的解释和所遇到的问题．3．了解事物的连续性与分立性是相对的，了解光既有波动性，又有粒子性．4．了解光是一种概率波．（二）过程与方法1．领悟什么是概率波2．了解物理学中物理模型的特点初步掌握科学抽象这种研究方法3．通过数形结合的学习，认识数学工具在物理科学中的作用（三）情感、态度与价值观理解人类对光的本性的认识和研究经历了一个十分漫长的过程，这一过程也是辩证发展的过程．根据事实建立学说，发展学说，或是决定学说的取舍，发现新的事实，再建立新的学说．人类就是这样通过光的行为，经过分析和研究，逐渐认识光的本性的．【重点难点】1、重点：人类对光的本性的认识的发展过程．2、难点：对量子化、波粒二象性、概率波等概念的理解【授课内容】一、经典的粒子和经典的波在经典物理学的观念中，，人们形成了一种观念，物质要么具有粒子性，要么具有波动性，非此即彼。
任意时刻的确定位置和速度以及空中的确定轨道，是经典物理学粒子运动的基本特征。
与经典的粒子不同，经典的波在空间中是弥散开来的，其特征是具有频率和波长，也就是具有时空的周期性。
显而易见，在经典物理学中，波和粒子是两种不同的研究对象，具有非常不同的表现。
那么，为什么光和微观粒子既表现有波动性又表现有粒子性的双重属性呢？学生跟随老师的讲述对于原来所学的相关知识进行自主的回顾和归纳整理。
点评：对于已经学习过的知识可以穿插在平常的教学过程中时常进行温习反思和类比迁移，多次反复一定可以帮助学生更好的掌握和利用知识。
[问题]：在微观世界中，如何把波的图象与粒子的图象统一起来呢？学生思考、讨论后给出一些答复，就各种答案加以分析提炼总结。
点评：给学生一定的自主学习的时间和空间效果比被动的接受知识要好，能够更加有效的培养他们的学习主动性和能动性。
第十七章第一、二节基础夯实一、选择题(1～4题为单选题，5、6题为多选题)1．以下宏观概念，哪些是“量子化”的导学号 96140144( )A．木棒的长度B．物体的质量C．物体的动量D．学生的个数答案：D解析：所谓“量子化”应该是不连续的，一份一份的，故选项D正确。
2．关于黑体辐射的强度与波长的关系，下图正确的是导学号 96140145 ( )答案：B解析：根据黑体辐射的实验规律：随温度升高，各种波长的辐射强度都有增加，故图线不会有交点，选项C、D错误。
另一方面，辐射强度的极大值会向波长较短方向移动，选项A错误，B正确。
3．白天的天空各处都是亮的，是大气分子对太阳光散射的结果。
假设一个运动的光子和一个静止的自由电子碰撞以后，电子向某一个方向运动，光子沿另一方向散射出去，则这个散射光子跟原来的光子相比导学号 96140146( ) A．频率变大B．频率不变C．光子能量变大D．波长变长答案：D解析：运动的光子和一个静止的自由电子碰撞时，既遵守能量守恒，又遵守动量守恒。
碰撞中光子将能量hν的一部分传递给了电子，光子的能量减少，波长变长，频率减小，D选项正确。
4．(黑龙江大庆一中2015～2016学年高二下学期检测)关于光电效应现象，下列说法正确的是导学号 96140147( )A．只有入射光的波长大于使该金属发生光电效应的极限波长，才能发生光电效应现象B．在光电效应现象中，产生的光电子的最大初动能跟入射光的频率成正比C．产生的光电子最大初动能与入射光的强度成正比D．在入射光频率一定时，单位时间内从金属中逸出的光电子个数与入射光的强度成正比答案：D解析：根据光电效应方程Ekm ＝hcλ－hcλ0。
入射光的波长必须小于极限波长，才能发生光电效应，故A错误；从光电效应方程知，光电子的最大初动能与照射光的频率成一次函数关系，不是成正比，故B错误。
根据光电效应方程Ekm ＝hν－W，入射光的频率越大，光电子的最大初动能越大，与入射光的强度无关，故C错误。
高中物理学习材料（马鸣风萧萧**整理制作）一、黑体与黑体辐射1．黑体：是指能够______吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体．2．热辐射：周围的一切物体都在辐射________，这种辐射与物体的______有关．3．黑体辐射的实验规律图1(1)一般材料的物体，辐射电磁波的情况除与______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，如图1所示．①随着温度的升高，各种波长的辐射强度都______；②随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长______的方向移动．二、能量子1．定义：普朗克认为，带电微粒辐射或者吸收能量时，只能辐射或吸收某个最小能量值ε的________．即：能的辐射或者吸收只能是____________．这个不可再分的最小能量值ε叫做________．2．能量子大小ε＝hν，其中ν是电滋波的频率，h称为________常量．h＝____J·s(一般取h＝6.63×10－34J·s)．3．能量的量子化在微观世界中微观粒子的能量是________的，或者说微观粒子的能量是______的．这种现象叫能量的量子化．【概念规律练】知识点一黑体和黑体辐射1．下列叙述中正确的是( )A ．一切物体都在辐射电磁波B ．一般物体辐射电磁波的情况只与温度有关C ．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D ．黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波 知识点二 黑体辐射的规律2．关于黑体辐射的实验规律叙述正确的有( ) A ．随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有增加B ．随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动C ．黑体辐射的强度与波长无关D ．黑体辐射无任何实验规律3．黑体辐射的实验规律如图2所示，由图可知( )图2A ．随温度升高，各种波长的辐射强度都有增加B ．随温度降低，各种波长的辐射强度都有增加C ．随温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动D ．随温度降低，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动 知识点三 能量子4．已知某种单色光的波长为λ，在真空中光速为c ，普朗克常量为h ，则电磁波辐射的 能量子ε的值为( )A ．h c λB .h λC .chλD ．以上均不正确 5．神光“Ⅱ”装置是我国规模最大，国际上为数不多的高功率固体激光系统，利用它可获得能量为2 400 J 、波长λ为0.35 μm 的紫外激光，已知普朗克常量h ＝6.63×10－34J ·s ， 则该紫外激光所含光子数为( ) A ．2.1×1021个 B ．4.2×1021个 C ．2.1×1015个 D ．4.2×1015个 【方法技巧练】利用能量子的关系式求解有关问题6．氦—氖激光器发出波长为633 nm 的激光，当激光器的输出功率为1 mW 时，每秒发 出的光子数为( ) A ．2.2×1015 B ．3.2×1015C．2.2×1014D．3.2×10147．小灯泡的功率P＝1 W，设其发光向四周均匀辐射，平均波长λ＝10－6m，求在距离d＝1.0×104m处，每秒钟落在垂直于光线方向面积为1 cm2上的光子数是多少？(h＝6.63×10－34J·s)1．对黑体辐射电磁波的波长分布的影响因素是()A．温度B．材料C．表面状况D．以上都正确2．能正确解释黑体辐射实验规律的是()A．能量的连续经典理论B．普朗克提出的能量量子化理论C．以上两种理论体系任何一种都能解释D．牛顿提出的能量微粒说3．下列说法正确的是()A．微观粒子的能量变化是跳跃式的B．能量子与电磁波的频率成正比C．红光的能量子比绿光大D．电磁波波长越长，其能量子越大4．红、橙、黄、绿四种单色光中，光子能量最小的是()A．红光B．橙光C．黄光D．绿光5．单色光从真空射入玻璃时，它的()A．波长变长，速度变小，光量子能量变小B．波长变短，速度变大，光量子能量变大C．波长变长，速度变大，光量子能量不变D．波长变短，速度变小，光量子能量不变6．关于光的传播，下列说法中正确的是()A．各种色光在真空中传播速度相同，在介质中传播速度不同B．各种色光在真空中频率不同，同一色光在各种介质中频率相同C．同一色光在各种介质中折射率不同，不同色光在同一介质中折射率相同D．各种色光在同一介质中波长不同，同一色光在真空中的波长比任何介质中波长都长7．对于带电微粒辐射和吸收能量时的特点，以下说法正确的是()A．以某一个最小能量值为单位一份一份地辐射或吸收B．辐射和吸收的能量是某一最小值的整数倍C．吸收的能量可以是连续的D．辐射和吸收的能量是量子化的8．对一束太阳光进行分析，下列说法正确的是()A．太阳光是由各种单色光组成的复色光B．在组成太阳光的各单色光中，其能量最强的光为红光C．在组成太阳光的各单色光中，其能量最强的光为紫光D．组成太阳光的各单色光的能量都相同9．在自然界生态系统中，蛇与老鼠等生物通过营养关系构成食物链，在维持生态平衡方面发挥着重要作用．蛇是老鼠的天敌，它通过接收热辐射来发现老鼠的存在．假设老鼠的体温约37℃，它发出的最强的热辐射的波长为λmax.根据热辐射理论，λmax与辐射源的绝对温度T的关系近似为λmax T＝2.90×10－3m·K.则老鼠发出的最强的热辐射的波长为()A．7.8×10－5m B．9.4×10－6m－4－8观物体的温度升高或降低，为什么不是一段一段的而是连续的，试解释其原因．11．人眼对绿光最为敏感，正常人的眼睛接收到波长为530 nm的绿光时，只要每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉．普朗克常量为6.63×10－34J·s，光速为3.0×108 m/s，则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是多少？12．某广播电台的发射功率为10 kW ，能发射出在空气中波长为187.5 m 的电磁波，试求：(1)该电台每秒钟从天线发射多少个光子？(2)若向四面八方发射的光子视为均匀的，求在离天线2.5 km 处，直径为2 m 的环状天线每秒钟接收的光子个数以及接收功率？第十七章 波粒二象性 第1节 能量量子化课前预习练 一、1.完全2．电磁波 温度3．(1)温度 (2)温度 ①增加 ②较短 二、1.整数倍 一份一份的 能量子2．普朗克 6.626×10－34 3．量子化 分立 课堂探究练1．ACD [根据热辐射的定义，A 正确；根据热辐射和黑体辐射的特点知一般物体辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料种类和表面状况有关，而黑体辐射只与黑体的温度有关，B 错误，C 正确；根据黑体的定义知D 正确．]2．AB [黑体辐射的规律为随着温度的升高各种波长的辐射强度都增加，同时辐射强度的极大值向波长较短的方向移动．]3．ACD点评 黑体辐射具有以下规律：①随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加．②随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动．4．A [由光速、波长的关系可得出光的频率ν＝c λ，从而ε＝hν＝h cλ，故A 正确．]5．B6．B [一个光子能量ε＝hν＝hcλ.当激光器输出功率为1 mW 时，每秒发出光子数为N＝Pt ε＝Pth cλ＝3.2×1015个，B 正确．] 7．4×105个解析 每秒钟内小灯泡发出的能量为E ＝Pt ＝1 J光子的能量：ε＝hν＝hc λ＝6.63×10－34×3×10810－6J ＝1.989×10－19 J小灯泡每秒钟辐射的光子数：n ＝E ε＝11.989×10－19个≈5×1018个 距离小灯泡d 的球面面积为：S ＝4πd 2＝4π×(1.0×104)2 m 2＝1.256×109 m 2＝1.256×1013 cm 2每秒钟辐射到1 cm 2的球面上的光子数为：N ＝nS ＝5×10181.256×1013个≈4×105个．方法总结 解决有关光子的能量辐射问题要明确能量子与功率、波长、光速和频率之间的关系，熟练掌握E ＝Pt ＝nε、ε＝hν、c ＝λν等公式是解决这类问题的关键． 课后巩固练1．A [根据黑体辐射电磁波的波长分布的决定因素得其只与温度有关．]2．B [根据黑体辐射的实验规律，随着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都增加；另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，只能用普朗克提出的能量量子化理论才能得到较满意的解释，故B 正确．]3．AB 4．A5．D [因为光的频率不变，光量子的能量不变；再根据折射率n ＝c v ＝λλ′可知，光的速度变小，波长变短．]6．ABD [各种色光在真空中的传播速度都相同；同一介质对不同色光有不同的折射率；同一色光频率不变；同一色光在不同介质中波速不同，在不同介质中波长不同．]7．ABD 8.AC9．B [体温为37℃时，热力学温度T ＝310 K ，根据λmax T ＝2.90×10－3 m ·K ，得λmax＝2.90×10－3310m ＝9.4×10－6 m ．]10．由于宏观物质是由大量微粒组成的，每一个粒子的能量是一份一份的，这符合能量量子化假说，而大量粒子则显示出了能量的连续性，故我们平时看到的物体的温度升高或降低不是一段一段的，而是连续的．11．2.3×10－18 W解析 因每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，所以察觉到绿光所接收的最小功率P ＝Et，式中E ＝6ε，又ε＝hν＝h c λ，可解得P ＝6×6.63×10－34×3×108530×10－9W ＝2.3×10－18 W . 12．(1)1031个 (2)4×1023个 4×10－4 W 解析 (1)每个光子的能量ε＝hν＝hc λ＝6.63×10－34×3×108187.5J ＝1.06×10－27 J .则每秒钟电台发射上述波长的光子数N ＝Pt/ε＝104×11.06×10－27个≈1×1031个 (2)设环状天线每秒接收光子数为n ，以电台发射天线为球心，则半径为R 的球面积S＝4πR 2.而环状天线的面积S ′＝πr 2，所以n ＝πr 24πR 2·N ＝4×1023个；接收功率P 收＝πr 24πR 2·P总＝4×10－4 W .点评 电磁波的传播或接收不是连续的，而是与可见光一样都是一份一份的，而每一份光子的能量为ε＝hν；其次，解决本题还要注意能量守恒观点在电磁波知识中的应用．。
