第十七章 波粒二象性全章教学案

选修3－5 第十七章教学案(1)

课题: 17.1 能量量子化

主备人：

教学目标：1、了解黑体和黑体辐射的实验规律。

2、体会量子论的建立深化了人们对于物质世界的认识。

教学内容：

一．黑体与黑体辐射

1．热辐射：周围的一切物体都在辐射

，这种辐射与物体的

有关，所以叫做热辐射。

特性：

2．绝对黑体（简称黑体）：某种物体能够 吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，这种物体就是 ，简称 。

一般材料的物体，辐射的电磁波除与 有关，还与 的种类及 状况有关。

3．黑体辐射的实验规律

黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的 有关。随着温度的升高，一方面，各种波长的辐射强度都有 。另一方面，辐射强度的极大值向波长较 的方向移动。

二．能量量子化

1．普朗克能量量子化假说：(能量子概念)普朗克认为，带电微粒辐射或者吸收能时，只能辐射和吸收某个最小能量值的 。即：能的辐射或者吸收只能是 。这个不可再分的最小值ε叫做 。

2．能量子公式：ε=hγ，其中γ是电磁波的频率，h称为 常量。h= 。

3．能量的量子化：在微观世界中能量是 的，或者说微观粒子的能量是 的，这种现象叫能量的量子化。

4．量子化假说的实验证实

5．普朗克能量量子化假说的意义

例题分析：

1．对黑体辐射电磁波的波长分布有影响的是（ ）

A．温度 B．材料 C．表面状况 D．质量

2.光是一种电磁波，可见光的波长的大致范围是400～700nm.400nm、700nm电磁辐射的能量子ε的值是多少？

3. 根据课本中的黑体辐射规律图(图17.1-2)可知 （ ）

A．随温度升高，各波长的辐射强度都增加

B．随温度降低，各波长的辐射强度都增加

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

随堂训练：

1.以下宏观概念，哪些是“量子化”的？ （ ）

A．物体的长度 B．物体所受的重力

C．物体的动能 D．人的个数

3．某红光的波长为6.3510-7m,求其能量子的值。

作业1

学号 姓名 .

1、关于热辐射，下列说法正确的是 （ ）

A.物体辐射红外线称为热辐射

B.当物体温度升高时，热辐射中较短波长的成分越来越强

C.一切物体都在辐射电磁波

D.借助电磁波传递能量的方式称为热辐射

2、关于黑体辐射，下列说法正确的是 （ ）

A.非常黑的物体称为黑体

B.黑色的物体只会吸收电磁波，不会向外辐射热量

C.黑体对电磁波的吸收能力强，而反射和辐射电磁波的能力较弱

D.黑体的温度升高时，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动

3、下列说法正确的是 （ ）

A.辐射是热传递的一种方式，物体温度越高，热辐射强度越大

B.黑体的温度越高，辐射的电磁波波长越短，强度越大

C.红色物体对红光反射能力较强

D.辐射源的辐射强度与该物体的表面性质、材料、黑暗程度和温度有关

4、下列有关普朗克的能量子假说的说法中，正确的是 （ ）

A.普朗克认为带电微粒辐射或吸收能量时，只能一份一份地辐射或吸收

B.普朗克的能量子假说与黑体辐射的实验结果符合得非常好

C.普朗克的能量子假说打破了电磁波能量只能连续传递的传统观念

D.普朗克通过对黑体辐射的研究，深刻地认识到微观物质世界的量子化性质

5、关于热辐射中能量子的能量，下列说法正确的是 （ ）

A. 能量子的能量跟它在真空中的波长成正比

B. 能量子的能量跟它在真空中的波长成反比

C. 能量子的能量跟物体的速度平方成正比

D.以上说法都不正确

6、试求Hz6101的无线电波和900nm的紫外线的能量子的能量之比。

7、有关资料表明，目前市面上使用的CDMA手机，其工作时平均辐射功率为1W，如果某CDMA手机发射的主频为Hz9108.1，试估算该手机工作时在1s内发射的能量子数。（取普朗克常量sJh341063.6）

选修3－5 第十七章教学案(2)

课题: 17.2 光的粒子性

主备人：

教学目标：1. 理解光电效应的实验规律及光电效应与电磁理论的矛盾.

2. 理解爱因斯坦的光子说及光电效应的解释, 了解光电效应方程, 并会用来解决简单问题.

教学内容：

一.光电效应

1.光电效应

2.光电效应的规律

(1)研究光电效应的电路图

(2)光电效应的实验规律

3.光电效应解释中的疑难

(1)逸出功

(2)光电效应与光的电磁理论的矛盾

矛盾之一:

矛盾之二:

二.爱因斯坦光电效应方程

1.光子说

2.光电效应方程

(1)最大初动能

(2)光电效应方程

3.光子说对光电效应规律的解释

例题分析

例1. 光电效应实验的装置如图所示, 则下面说法中正确的是（ ）

A.用紫外光照射锌板, 验电器指针会发生偏转

B.用绿色光照射锌板, 验电器指针会发生偏转

C.锌板带的是负电荷 D.使验电器指针发生偏转的是正电荷

例2.入射光照射到某金属表面上发生光电效应, 若入射光的强度减弱, 而频率保持不变,

那么( )

A.从光照至金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加

B.逸出的光电子的最大初动能将减小

C.单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减小

D.有可能不发生光电效应

例3.铝的逸出功是4.2eV, 现在将波长200nm的光照射铝的表面.

(1)求光电子的最大初动能; (2)求遏止电压; (3)求铝的截止频率.

例4.密立根的实验的目的是: 测量金属的遏止电压UC与入射光频率 , 由此算出普朗克常数h , 并与普朗克根据黑体辐射得出的h相比较, 以检验爱因斯坦方程式的正确性. 实验结果是两种方法得出的普朗克常数h在0.5%的误差范围内是一致的. 下表是某次实验中得到的某金属的UC和的几组对应数据.

UC/V 0.541 0.637 0.714 0.809 0.878

/1014Hz 5.644 5.888 6.098 6.303 6.501

试作出UC-图象并通过图象求出: (1)这种金属的截止频率;(2)普朗克常量.

随堂训练：

1.一束绿光照射某金属发生了光电效应, 则下列说法正确的是 ( )

A.若增加绿光的照射强度, 则单位时间内逸出的光电子数增加

B.若增加绿光的照射强度, 则逸出的光电子最大初动能增加

C.若改用紫光照射, 则可能不会发生光电效应

D.若改用紫光照射, 则逸出的光电子的最大初动能增加

2.用同一束单色光, 在同一条件下, 先后照射锌片和银片, 都能产生光电效应, 在这两个过程中, 对下列四个量, 一定相同的是______ , 可能相同的是______ , 一定不相同的是 .

A.光子的能量 B.金属的逸出功 C.光电子动能 D.光电子最大初动能

作业2

学号 姓名 .

1.用两束频率相同、强度不同的紫外线分别照射两种金属的表面, 均能产生光电效应, 那么( )

A.两束光的光子能量相同

B.两种情况下单位时间内逸出的光电子个数相同

C.两种情况下逸出的光电子的最大初动能相同

D.两种情况下逸出的光电子的最大初动能不同

2.激光的主要特点之一是它的瞬时功率很大, 设P表示激光功率, λ表示激光波长, 则激光器每秒射出的光子数( )

A. Phc B. hPC C. Pch D. Pλhc

3.关于光电效应的规律, 下列说法中正确的是 ( )

A.只有入射光的波长大于该金属的极限波长, 光电效应才能产生

B.光电子的最大初动能跟入射光强度成正比

C.发生光电效应的反应时间一般都大于10-9s

D.发生光电效应时, 单位时间内从金属内逸出的光电子数目与入射光强度成正比

4.某金属的逸出功为2.3eV, 这意味着 ( )

A.这种金属内部的电子克服原子核引力做2.3eV的功即可脱离表面

B.这种金属表层的电子克服原子核引力做2.3eV的功即可脱离表面

C.要使这种金属有电子逸出, 入射光子的能必须大于或等于2.3eV

D.这种金属受到光照射时若有电子逸出, 则电子离开金属表面时的动能至少等于2.3eV

5.颜色不同的a光和b光由介质射向空气时, 临界角分别为Ca和Cb , 且Ca>Cb , 当用a光照射某种金属时发生了光电效应, 现改用b光去照射, 可以断定 ( )

A.不一定能发生光电效应 B.光电子数目增多

C.光电子的最大初动能增大 D.光电子数目减少

6.三种不同的入射光A、B、C分别射在三种不同的金属a、b、c表面, 均恰可使金属逸出光电子, 若入射光的波长λA>λB>λC , 则( )

A.用入射光A照射金属b或c , 金属b、c均可发生光电效应现象

B.用入射光A、B同时照射金属c , 金属c可发生光电效应现象

C.用入射光C照射a或b, 金属a、b均可发生光电效应现象