高中物理第十七章波粒二象性1能量量子化名师导航学案新人教版选修3-5

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1、能量量子化名师导航知识梳理1•我们周围的一切物体都在辐射,这种辐射与物体温度有关，所以叫做2.如果某种物体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生,这种物体就是，简称•3.微观世界的能量是一份一份的，其中不可分的最小值£叫做,疑难突破对黑体和黑体辐射的理解剖析：任何物体都具有不断辐射、吸收、发射电磁波的本领.辐射出去的电磁波在各个波段是不同的，也就是具有一定的谱分布.这种谱分布与物体本身的特性及英温度有关，因而被称之为热辐射.为了研究不依赖于物质具体物性的热辐射规律，物理学家们定义了一种理想物体一一黑体（blackbody）,以此作为热辐射研究的标准物体.所谓黑体是指

2、入射的电磁波全部被吸收，既没有反射，也没有透射（但黑体仍然要向外辐射）•显然自然界不存在真正的黑体，但许多物质是较好的黑体近似（在某些波段上）.问题探究问题：用实验测定普朗克常量的值是多少？探允：乩实验仪器GD-27型光电管及配套NG型滤色片转轮、GQ-50WHg仪器用高压汞灯、XDP4型微电流测量放大器b.实验内容1•测试前的准备（1）认真阅读XD-P4型光电效应实验仪《使用说明书》屮的“使用方法”和“注意事项”部分.（2）将光源、光电管暗盒及微电流测暈放大器依次放好，暗盒距离光源30-40cm.微电流测量放大器的“倍率”开关置于"1011”挡.“电压调节”反时针调到

3、最小.将滤色片转轮的挡光片调整后正对光电管暗盒光窗.（3）用遮光罩盖住汞灯的光窗，插上微电流测量放大器电源（开关不要打开）预热20-30分钟，再打开电源开关使数字表显示.然后将连接“电流输入”端的屏蔽电缆断开，按住“调零”按钮，旋转电流表调零旋钮进行调节，调零完成后将光电管的“电流”端与微电流测量放大器的“电流输入”端用屏蔽电缆连接.（4）打开汞灯开关，让汞灯预热.2.测量光电管的伏安特性曲线（1）连接好光电管暗盒与测量放大器Z间的地线和阳极电源线（屏蔽线此时已连接）.（2）取下汞灯上的遮光罩，让光源出射孔对准暗盒窗口.旋转滤色片转轮.“电压调节”从-2V调起，缓慢增加

4、，先观察一遍不同滤色片下的电流变化情况，记下电流明显变化的电压值以便精测.（3）在粗测的基础上进行精测记录.首先选择365nm滤色片进行测量.调节减速电压U从-2.000V逐渐增大到0V左右，并记入表一，且每组测量数据不少于20个.（注意，在光电流开始变化的地方多读儿个值，以便准确造出抬头点）（4）旋转滤色片，依次选择405nm、436nm^546nm、577nm滤色片，重复步骤（3）.（5）在精度合适的坐标纸上，仔细作出不同波长（频率）的伏安特性曲线.从曲线中认真找出电流开始变化的抬头点，确定1斛的截止电压幺，并记入表二.（6）把不同频率下的截止电压山绘制在坐标纸上.

5、如果光电效应遵从爱因斯坦方程，则Us-f（v）关系曲线应该是一条直线.求出直线的斜率：k二AUs/Av代入⑤式求出普朗克常量h=ek,并算出所测值与公认值之间的误差.（7）改变光源与暗盒的距离L,观察光电流及随光的强弱的变化，并对结果作出解释.（这一内容可选作）c.测量记录和数据处理光源出射孔与光电管暗盒光窗的距离I尸cm光阑孑L①二mm表一：减速电压Uka与対应的光电流5关系365nmUka(V)Ika(X10ha)405nmUka(V)Ika(X10"A)436nmUka(V)Ika(X10"a)546nmUka(V)Ika(X10ha)577nmUka(V)Tka

6、(X10,1a)表二：光电效应的频率与截止电压Us间的关系波长（nm）365405436546577频率（10“Hz）&227.416.885.495.20山(V)探究结论：普朗克常量值h0=6.63X10呻J・s.典题精讲【例题】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合光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，其能量最强的光是紫光D.组成太阳光的各单色光，其能量都相同思路解析：根据棱镜散射实验得：太阳光是市各种单色光组成的复合光，故A止确.根据能量子的概念得：光的能量与它的频率有关，而频率乂等

7、于光速除以波长，由于红光的波长最长，紫光的波长最短，可以得出各单色光中能量最强的为紫光，能量最弱的为红光，即BD错,C正确.答案：AC知识导学本节通过讲述用经典理论无法解释黑体辐射定律，从而引进普朗克的量子假设，进而提出普朗克公式：再用普朗克公式成功解释黑体辐射定律•在学习过程中注意理解黑体辐射实验的规律，然后用普朗克的量子假设去解释它，如果你能达到这一点要求，也就完成了本节的学习任务.疑难导析为了帮助理解，给大家列出发射率的知识点：现实世界不存在这种理想的黑体，那么用什么來刻画这种差异呢？对任一波长，定义为该波长的一个微小波长间隔内，真