2018-2019学年高中物理第6章相对论与量子论初步第2节量子世界学案鲁科版必修2

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1、第2节　量子世界学习目标核心提炼1.了解热辐射、黑体等概念。2.知道“紫外灾难”。3.知道普朗克的量子假说，理解量子化。4.理解物质的波粒二象性。3个概念——热辐射、黑体、物质波1个学说——普朗克的量子说2个公式——ε＝hν　E＝nε1个本质——光的本质一、“紫外灾难”　不连续的能量阅读教材第119～120页“紫外灾难”、“不连续的能量”部分，了解热辐射、黑体的概念，了解“紫外灾难”。1.热辐射因物体中的分子、原子受到激发而发射出电磁波的现象，称为热辐射。物体在任何温度下都会发生热辐射现象。2.黑体黑体是物

2、理学家为了研究热辐射的规律而设想的一个理想化模型，它是一个能完全吸收热辐射而不反射热辐射的物体。3.“紫外灾难”(1)实验曲线：人们发现，黑体的单色辐出度与黑体的辐射波波长和温度有关，并得出了黑体的单色辐出度与辐射波波长λ、温度T之间关系的实验曲线。(2)“紫外灾难”：在推导符合实验曲线的公式时，发现结果与实验曲线不符合。这个与实验不符的结果出现在紫外区。4.普朗克的量子说(1)提出的目的：普朗克为了克服经典物理学对黑体辐射现象解释的困难而提出的。(2)含义：物体辐射(或吸收)的能量E只能是某一最小能量单位

3、的整数倍。E＝nε(n＝1，2，3，…)(3)量子的能量：辐射中的一份能量就是一个量子。量子的能量大小取决于辐射的波长，量子的能量ε与频率ν成正比。ε＝hν，公式中h＝6.63×10－34J·s，称为普朗克常量。普朗克常量是普朗克引进的一个物理普适常数，是微观现象量子特征的表征。5.量子(化)含义所谓量子(或量子化)，本质是不连续性。思维拓展你觉得夏天穿什么颜色的衣服最热？为什么？答案　夏天穿黑色衣服比穿浅色衣服感觉要热的多，因为黑色衣服吸收热辐射的能量多，反射热辐射的能量少，因而感觉要热得多。二、物质的波

4、粒二象性阅读教材第121～122页“物质的波粒二象性”，了解物质的波动性和粒子性。1.物理学史(1)光的微粒说的创始人是牛顿，可以解释光的反射、光的颜色等。(2)光的波动说的代表人物是惠更斯。(3)光量子假设的提出者是爱因斯坦，直到康普顿的发现才验证了光量子假说的正确性。2.光的本质光具有波粒二象性，它在一定条件下，突出地表现出微粒性，实质是不连续性；而在另一些条件下，又突出地表现出波动性。3.物质波物理学家德布罗意进一步提出了物质波理论，根据这一理论，每个物质粒子都伴随着一种波，这种波被称为物质波，又称为

5、概率波，戴维孙、革末及汤姆孙通过电子衍射实验证实了物质波的存在。4.结论光与静止质量不为零的物质都具有波粒二象性。思考判断(1)个别光子的行为表现为粒子性，大量光子的行为表现为波动性。(　　)(2)光具有波粒二象性说明有的光是波，有的光是粒子。(　　)(3)波粒二象性是牛顿的微粒说与惠更斯的波动说结合起来的学说。(　　)答案　(1)√　(2)×　(3)×　对量子化假设的理解[要点归纳]1.量子化假设：普朗克提出物质辐射(或吸收)的能量E只能是某一最小能量单位的整数倍，E＝nε，n＝1，2，3…n叫作量子数。

6、量子的能量ε＝hν＝。式中h为普朗克常数(h＝6.63×10－34J·s)，是微观现象量子特性的表征，ν为频率，c为真空中的光速，λ为光波的波长。2.量子化：量子化的“灵魂”是不连续。在宏观领域中，这种量子化(或不连续性)相对于宏观量或宏观尺度极微小，完全可以忽略不计，但在微观世界里，量子化(或不连续)是明显的，微观物质系统的存在、物体之间传递的相互作用量、物体的状态及变化等都是量子化的。3.意义：成功解决了“紫外灾难”问题。[精典示例][例1](多选)关于量子假说，下列说法正确的是(　　)A.为了解决黑体

7、辐射的理论困难，爱因斯坦提出了量子假说B.量子假说第一次提出了不连续的概念C.能量的量子化就是能量的不连续化D.量子假说认为电磁波在空间的传播是不连续的解析　量子假说由普朗克提出，认为电磁波的发射和吸收都是不连续的，是一份一份进行的。它不但解决了黑体辐射的理论困难，而且更重要的是提出了“量子”概念，揭开了物理学上崭新的一页，选项B、C正确。答案　BC量子化假设的应用技巧(1)量子化假设与传统的经典物理的连续性概念是不同的，微观物质系统的存在是量子化的，物质间传递的相互作用是量子化的，物质的状态及其变化也是量

8、子化的。(2)量子化假设说明最小能量ε＝hν由光的频率决定。宏观物体辐射的总能量与光子个数的关系E总＝N·hν。(3)由公式ν＝知，假设已知光在真空中的波长和速度，便可求出光的频率。再由ε＝hν便可知一份光量子的能量。[针对训练1]太阳光垂直照射到地面上时，地面上1m2接收到的太阳光的功率为1.4kW，其中可见光部分约占45%，假如认为可见光的波长约为0.55μm，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，求地面