量子化现象(高中物理)

第五节量子化现象核心素养点击物理观念（1）知道热辐射、黑体辐射的概念,知道光是一种电磁波.(2)了解普朗克的能量子假说和爱因斯坦的光子假说。

(3）了解原子能级及能级跃迁理论。

科学态度与责任通过对本节的学习，能体会到人类对自然界的认识是不断发展的；认识到物理研究是一种对自然现象进行抽象的创造性工作.一、光是一种电磁波能量子假说填一填(1）光是一种电磁波光与电磁波的物理本质是一致的，光是一种电磁波，它通过电场和磁场的相互激发可以在真空中传播。

物理学家赫兹用实验证实了电磁波的存在，并且证明了电磁波和光一样具有反射、折射、干涉和衍射等性质。

(2)能量子能量的发射和吸收不是连续的,只能是一份一份的进行。

这个不可再分的最小能量值ε叫作能量子。

(3）能量子公式ε＝hν,其中ν是电磁波的频率，h是一个常量,称为普朗克常量。

实验测得h＝6.63×10－34 J·s。

错误!填一填（1）光电效应定义光照射在金属上时，有时会有电子从金属表面逸出的现象。

(2）光电子光电效应中逸出来的电子被称为光电子.（3）光电效应的实验规律用不同频率的光去照射阴极时，发现光的频率越高,光电子动能越大，频率低于某一数值时,不论光的强度多大，都不能产生光电子。

（4)爱因斯坦的光子说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光量子组成的,这些光量子称为光子。

②光子能量：公式为ε＝hν，其中ν指光的频率。

③解释：光照射到金属表面上时,能量为hν的光子被电子所吸收，电子把这些能量中的一部分用来脱离金属表面,另一部分是电子离开金属表面时的动能。

如果光子的能量大于电子脱离金属表面所需的能量，则电子脱离金属表面产生光电子，且光的强度越大，光子的数量越多,则产生的光电子也越多。

否则，无论光的强度多大，都无法产生光电子.（5)光的波粒二象性①光既具有波动性，又具有粒子性的性质称为光的波粒二象性.②概率波：概率大的地方落下的光子多，形成亮纹；概率小的地方落下的光子少,形成暗纹。

量子化现象A 组—重基础·体现综合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 ．以上都正确解析：选A 影响黑体辐射电磁波的波长分布的因素是温度，故选项A 正确。

2．普朗克常量是自然界的一个基本常数，它的数值是( ) A ．6.02×10－23mol B ．6.625×10－3mol·s C ．6.626×10－34J·sD ．1.38×10－16mol·s解析：选C 普朗克常量是一个定值，由试验测得它的精确数值为6.626×10－34J·s，在记忆时关键要留意它的单位。

3．硅光电池是利用光电效应将光辐射的能量转化为电能。

若有N 个频率为ν的光子打在光电池极板上，这些光子的总能量为(h 为普朗克常量)( )A ．hνB ．12Nhν C ．NhνD ．2Nhν解析：选C 光子能量与频率有关，一个光子能量为ε＝hν，N 个光子能量为Nhν，故C 正确。

4．关于对热辐射的相识，下列说法中正确的是( ) A ．热的物体向外辐射电磁波，冷的物体只汲取电磁波 B ．温度越高，物体辐射的电磁波越强C ．辐射强度按波长的分布状况只与物体的温度有关，与材料种类及表面状况无关D ．常温下我们看到的物体的颜色就是物体辐射电磁波的颜色解析：选B 一切物体都不停地向外辐射电磁波，且温度越高，辐射的电磁波越强，选项A 错误，选项B 正确；选项C 描述的是黑体辐射的特性，选项C 错误；常温下看到的物体的颜色是反射光的颜色，选项D 错误。

5．一个氢原子从低能级跃迁到高能级，该氢原子( ) A ．汲取光子，汲取光子的能量等于两能级之差 B ．汲取光子，能量削减 C ．放出光子，能量增加 D ．放出光子，能量削减解析：选A 氢原子能级越高对应的能量越大，当氢原子从较低能级向较高能级跃迁时汲取光子，能量增加，汲取光子的能量等于两能级之差，A 正确，B 、C 、D 错误。

高中物理能量量子化教案设计物理学是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科。

作为自然科学的带头学科，物理学研究大至宇宙，小至基本粒子等一切物质最基本的运动形式和规律，因此成为其他各自然科学学科的研究基础。

接下来是小编为大家整理的高中物理能量量子化教案设计，希望大家喜欢!高中物理能量量子化教案设计一新课标要求1.内容标准(1)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。

(2)通过实验了解光电效应。

知道爱因斯坦光电效应方程以及意义。

( 3)了解康普顿效应。

(4)根据实验说明光的波粒二象性。

知道光是一种概率波。

(5)知道实物粒子具有波动性。

知道电子云。

初步了解不确定性关系。

(6)通过典型事例了解人类直接经验的局限性。

体会人类对世界的探究是不断深入的。

例1 通过电子衍射实验，初步了解微观粒子的波粒二象性，体会人类对于物质世界认识的不断深入。

2.活动建议阅读有关微观世界的科普读物，写出读书体会。

新课程学习17.1 能量量子化：物理学的新纪元新课标要求(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，发展对科学的好奇心与求知欲，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。

教学重点能量子的概念教学难点黑体辐射的实验规律教学方法教师启发、引导，学生讨论、交流。

教学用具：投影片，多媒体辅助教学设备课时安排1 课时教学过程(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。

量子力学中的量子化现象及其应用量子力学是对微观领域中物质与能量的行为的描述。

与经典物理学不同，量子力学的基本元素是量子，其行为规律不能通过传统物理学来描述。

在量子力学中，我们发现了一些很奇怪的物理现象；其中最引人注目的是量子化现象。

什么是量子化现象？简单来讲，量子化现象是指微观领域中物质和能量的状态只能取离散的值，而不能取连续的值。

例如，电子的自旋只能取两种状态：向上或向下，而不能取到中间的状态。

这与经典物理学中连续的态度值是非常不同的。

这种离散性质来源于量子的本质，比如电子的自旋只有两个状态可以取，因为它实际上只有两个量子态。

量子化现象的应用：量子化现象无处不在，影响着我们周围的世界。

以下是一些重要的应用：1. 量子力学引擎：量子力学引擎是一种可用量子化现象来产生能源的设备。

最基本的量子力学引擎是“单原子热机”，其工作原理与蒸汽机类似，但其热能转换效率更高。

连续的进展使得研究人员对更复杂的量子力学引擎的设计和实施开始产生了更多的关注，这包括开发新型利用量子力学效应的太阳能电池、风力发电机和内燃机。

2. 量子计算机：量子计算机是使用量子化现象进行计算的计算机。

由于量子化现象允许几个位置同时处于同一位置，并且同时存在于多个状态，因此，当我们进行计算时，可以同时进行多条计算路径，从而大大加快计算速度。

这是传统计算机无法实现的。

3. 量子密码学：量子密码学是一种利用量子化现象来进行加密和解密的技术。

传统加密方法遭受了越来越多的存在漏洞的安全问题，而使用量子力学中量子化现象作为加密的秘密，信息的安全性大幅增强。

除此之外，量子化现象在材料学、化学、光和电路等领域也有着广泛的应用，为科技的进步注入了新的活力。

结语：量子化现象是量子力学的基础之一。

它是一个奇怪的物理现象，超出了人类熟悉的世界观。

这种离散性质在科技的发展中带来了诸多的创新应用，让我们展望未来的发展，为实现一些看似不可能的任务创造希望。

超导材料中的磁通量量子化现象在物理学中，磁通量量子化是一个非常重要的现象。

它是一个基本的量子现象，指的是磁通量在超导材料中只能取特定的值。

当磁通量达到这些特定的值时，超导体内部的电流将变成一定的量子电流。

这个量子化现象广泛应用于磁通计量和基础物理学研究等领域。

磁通是物理学中的一个重要概念，指的是通过某个表面的磁场通量。

在物理学中，磁通的单位是国际单位制中的韦伯。

超导材料是一类可以在低温下无电阻电流的材料。

超导体内部通过的电流会产生磁场，并且这个磁场会通过材料内部。

当磁场改变时，磁通量也会相应地改变。

而磁通量量子化现象指的是磁通量在超导材料中只能取特定的值，而不能取任意值。

要深入理解磁通量量子化现象，我们需要了解超导材料和磁通量的基本知识。

超导材料是一类具有特殊电学性质的材料。

在超导材料中，电流可以在没有任何能量损失的情况下持续流动。

这种特殊的电学性质被称为超导性。

当超导材料被放置在一个外部磁场中时，它会排斥该磁场。

这种排斥效应被称为迈森效应。

当外部磁场强度增加到一定程度时，超导材料会发生相变，从超导体变为正常导体。

磁通量量子化现象出现的条件与这些基本知识有着密切的关系。

当磁通量越小时，超导体内部的电流就越大。

这会导致超导材料的能量状态发生变化，从而产生新的能级。

而磁通量量子化现象的出现就是这个新能级的体现。

磁通量量子化现象的特定值被称为磁通量子。

磁通量子是超导材料中的一个基本常数。

它的大小是 $2.07 \times 10^{-15}$韦伯。

这个值是由超导体内部的电子数量、超导材料的直径、外部磁场的强度和材料的几何形状决定的。

当超导材料内部的磁通量达到一个磁通量子的整数倍时，就会发生磁通量子化现象。

这个整数倍被称为磁通量子数。

磁通量量子化现象的发现是由瑞士物理学家吉奥尔吉·迈森在1960年代中期发明的。

他通过实验发现，当超导体内部的磁通量达到一个特定的值时，超导体内部的电流会突然变为一个特定的值。

⾼中物理选修3-5波粒⼆象性知识点总结 波粒⼆象性是⾼考常考的内容，也是⾼中物理选修3-5课本中的重要知识点，下⾯是店铺给⼤家带来的⾼中物理波粒⼆象性知识点，希望对你有帮助。

⾼中物理选修3-5波粒⼆象性知识点 ⼀、能量量⼦化 1、量⼦理论的建⽴：1900年德国物理学家普朗克提出振动着的带电微粒的能量只能是某个最⼩能量值ε的整数倍，这个不可再分的能量值ε叫做能量⼦ ε= hν h为普朗克常数(6.63×10-34J.S) 2、⿊体：如果某种物体能够完全吸收⼊射的各种波长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：⿊体辐射的规律为：温度越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。

(普朗克的能量⼦理论很好的解释了这⼀现象) ⼆、科学的转折光的粒⼦性 1、光电效应(表明光⼦具有能量) (1)光的电磁说使光的波动理论发展到相当完美的地步，但是它并不能解释光电效应的现象。

在光(包括不可见光)的照射下从物体发射出电⼦的现象叫做光电效应，发射出来的电⼦叫光电⼦。

(实验图在课本) (2)光电效应的研究结果： 新教材：①存在饱和电流，这表明⼊射光越强，单位时间内发射的光电⼦数越多;②存在遏⽌电压：;③截⽌频率：光电⼦的能量与⼊射光的频率有关，⽽与⼊射光的强弱⽆关，当⼊射光的频率低于截⽌频率时不能发⽣光电效应;④效应具有瞬时性：光电⼦的发射⼏乎是瞬时的，⼀般不超过10-9s。

⽼教材：①任何⼀种⾦属，都有⼀个极限频率，⼊射光的频率必须⼤于这个极限频率，才能产⽣光电效应;低于这个频率的光不能产⽣光电效应;②光电⼦的最⼤初动能与⼊射光的强度⽆关，只随着⼊射光频率的增⼤⽽增⼤;③⼊射光照到⾦属上时，光电⼦的发射⼏乎是瞬时的，⼀般不超过10-9s;④当⼊射光的频率⼤于极限频率时，光电流的强度与⼊射光的强度成正⽐。

(3)光电管的玻璃泡的内半壁涂有碱⾦属作为阴极K(与电源负极相连)，是因为碱⾦属有较⼩的逸出功。