高考物理最新教案-高中物理教师备课资料：微观世界与量子论 精品(4)

（鲁科J）关于光的波动性、粒子性及量子理论初步等内容的教学，应强调科学真理发现的道路并不平坦，需要一个漫长的过程；学习中应认真体会辩论和质疑在科学研究中所起的积极作用，通过典型的实例让学生充分认识量子理论的发展如何推动现代科学技术的迅猛发展，理解科学对技术发展的促进作用。

(沪科K)光电效应

(沪科K)1890年前后．赫兹(G．Hertz)等科学家注意到，当可见光和其他电磁辐射照射到金属表面上时．能从金属表画打出电子，这种现象叫做光电效应，而被打出的电子叫做光电子

（注：(沪科J)利用6．4节节首的图6—14线状光谱，并结合本节的引言，让学生认识到物理学家在对光的探索过程中建立了量子论。

(沪科J)从物理量的连续性和不连续性(如电荷等)到氢原子光谱特征的分析，简要地阐明量子论的基本观念：“必须假定某些以前被认为是连续的物理量是由基本量于组成的。”(参见《物理学的进化》，A·爱囚斯坦、L·英费尔德著，上海科学技术小版社1962年出版)

(沪科J)本节关于光电效应的实验探究和分析论证以及关于光谱的分析论证是教学的重点。通过这些微观世界基本现象的研究．使学生初步认识到这些现象是经典物理无法给予解释的，量子论才是微观粒子运动规律的适当描述。

(沪科J)本节和本章的家庭作业与活动中安排了有关微观粒子的波长、能量等简单的计算，目的是让学生通过计算进一步体会相关的概念和规律，对描述微观粒子的物理量的数量级有一些感性认识。 (沪科J)普朗克常量h是一个非常重要的物理常数，是微观现象量子特性的表征。它如同真空中的光速c一样，是一个具有定量的标志意义的物理常量。）

(沪科K)分析论证

经典物理学认为，金属板受电磁波照射，当板中电子接收的能量超过电子从金属板中脱离出来所需要的能量时，就会从板中脱离出来。然而，上述实验表明：对于确定的金属板，用频率低于某个极限频率(见附表)的电磁波照射时，无论其强度多么大，照射的时间多么长．都不会有光电子产生；而用频率高于该极限频率的电磁波照射时．不论其强度多么小，都立即会有光电子产生，经典物理学村这种现象是无法解释的。

1905年，爱因斯坦发展了当时不被大家接受的普朗克的量子论，对光电效应的规律在量子论的基础上给出了合理的解释。

爱因斯坦认为，表面上看起来连续的光波是一颗一颗以光速运动的粒子组成的粒子流．这些粒子不能再分割，只能被整个地吸收或产生出来。这种粒子称为光量子，简称光子。光子的能量E跟光的频率v成正比，即

E=hv

爱因期坦用光量了解释了一些理论上的问题，并成功地解释了光电效应。由此获得了1921年的诺贝尔物理学奖.

式中h是普朗克常量，光子的频率越高，能量就越大；单位时间内发射的光子数越多，光的强度越大。 爱因斯坦的光子说对光电效应的解释是：

当电磁波照射到金属板上时，金属板接收到的是大量光子，如果电磁波的频率较低，光子的能量小于电子从金属板中脱离出来所需要的能量，电子吸收一个光子后并不能成为光电子，于是就没有电流产生。如果电磁波的频率高到一定程度，一个光子的能量大于电子从金属板中脱离出来所需要的能量，电子吸收了一个光子后就能从金属板中脱离出来而成为光电子；单位时间内入射光子数越多，光电子数越多，由光电子形成的光电流的强度也越大。就这样，爱因斯坦的光量子理论很好地解释了光电效应的实验规律。

研究表明，光既是电磁波，又具有粒子的特征,即光具有波粒二象性。一切辐射(电磁波和热辐射)都具有波粒二象性。

几种金属的撮限频率v0和极限波长?0

v0/Hz 绝 4.55×1014 660 钾 5.38×1014 558 锌 8.07×1014 372 银 11.5×1014 260 铂 15.3×1014 196 ?0/nm 【生活应用】 【课本习题】

1．（鲁科K）举出经典物理理论和量子理论之间的至少两点差别。再举出两个相似的地方。

解答：差别1，经典理论是建立在连续性观念上的；量子理论是基于不连续观念的。 差别2，经典理论适用于宏观领域；量子理论适用于微观领域。

相似1，经典理论和量子理论分别从宏观和微观对物理现象进行解释和规范。 相似2，经典理论和量子理论下的自然界均遵循能量守恒定律。

2．（鲁科K）在炼钢炉壁上开一小窗口(可近似将这种开小孔的炼钢炉视为黑体)，通过观测窗口的热辐射，就可测出炉内温度。若某时刻，测得由窗口辐射出的光的频率为u，总能量为E，请你估算此时刻由窗口辐射出多少个光子。

解答：此时刻辐射出的每个光子的能量为， 所以

3．（鲁科K）有人认为物质的波粒二象性是矛盾、对立又统一的。请你在理解量子论提出的波动性、粒子性概念的基础上，谈谈你对“矛盾、对立”的看法。

解答：认为波粒二象性矛盾对立是由于保守地沿用了经典波(如机械波、电磁波)和经典粒子的模型及概念造成的。量子论提出的波(概率波)粒二象性的本质为不确定性和不连续性，可见不存在所谓的矛盾和对立。

1．（鲁科K）举出经典物理理论和量子理论之间的至少两点差别。再举出两个相似的地方。

解答：差别1，经典理论是建立在连续性观念上的；量子理论是基于不连续观念的。 差别2，经典理论适用于宏观领域；量子理论适用于微观领域。

相似1，经典理论和量子理论分别从宏观和微观对物理现象进行解释和规范。 相似2，经典理论和量子理论下的自然界均遵循能量守恒定律。 2．（鲁科K）观察通电电炉中金属炉丝的颜色变化。请说说随着温度升高，它发射光子的种类和单位时间内发射光子的数量有什么变化?通电以前炉丝也能发射光子吗?

解答：随着电炉温度的升高，在它辐射的光中，波长较短的如蓝光、紫光所占的比例就会增大，更接近日光中各种色光的比例，因为功率在变大，所以辐射出光子的数量也会增大。

不通电时电炉丝也能发射光子，只不过数量较少罢了。 4．（鲁科K）就你所知，请列举出光子和电子的相似之处和不同之处。 解答：相似之处

① 光子和电子都是粒子，都具有波粒二象性。

②光子和电子均具有能量。

③光子和电子都能发生衍射现象。 不同之处

①光子无静止质量，电子有静止质量。

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说高考高中高考物理最新教案-高中物理教师备课资料：微观世界与量子论 精品(4)在线全文阅读。