人教版选修3-5第17章《波粒二象性》小结.doc

2011年盐城景山中学高二物理复习班级学号姓名

选3-5第17章《波粒二象性》知识小结
考点93、普朗克能量子假说黑体和黑体辐射（P27~30）
引言：研究的历史背景——19世纪末期，人们认为经典物理学已形成完整体系，只剩下修补、完善工作。尽管当时“朗朗的天空”仍漂有两朵乌云——光速问题和黑体辐射问题。（前者引发了（理论），后者引发了（理论））
当人们深入研究时，引发了物理学理论的大变革：
爱因斯坦对光速问题的研究，引发了（选修3－4已学）；
哪黑体辐射的研究将会带来什么呢？
另：当时光的、、实验已证实光是横波，并由（物理学家）
预言、由（物理学家）实验证实光是电磁波。
1、黑体与黑体辐射
1）热辐射
一切物体都在辐射，这种辐射与物体的有关（还与
和有关），这种现象叫热辐射；
规律：当温度升高时，热辐射中波长的成分越来越强。除热辐射外，物体的表面还会吸收和反射电磁波。
2）黑体、黑体辐射
黑体是指能够入射的各种波长的电磁波而的物体；
黑体辐射的特点：辐射的电磁波强度按的分布只与黑体的有关——这是人们特别重视研究黑体辐射的原因之一。
3）黑体辐射的实验规律——课本图17.1－2（关注）
①当温度升高时，各种波长的电磁波的辐射强度都；
②当温度升高时，辐射强度的最大值向波长（即频率）的方向移动。
4）经典理论解释的困难：在大量的经典理论解释中有两个人的研究较出色，但都存在缺陷
维恩公式：在区与实验非常接近，而区与实验偏离很大；
瑞利公式：在区与实验基本一致，而区与实验严重不符，且当波长趋于0（即频率很大）时，辐射强度趋于无穷大——史称“紫外灾难”。
2、能量子（普朗克）
1）内容：振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值的，其辐射或吸收的能量也只能以这个为单位地辐射或吸收。这个不可分的最小能量值叫。
★★该假设重点强调的能量是不连续的，即电磁波在吸收和辐射时是
的，但没有指明电磁的传播是不连续的（见课本P32最后一段中间），另外真正说明物质世界量子性质的科学家是（见课本P30最上）。
能量子公式：ε＝（式中h＝，叫，是电磁波的）
振动着的带电微粒的能量：E＝nh（n叫量子数，为自然数）
在宏观世界中，通常认为能量是，而微观世界中能量是。
2）能量子理论对黑体辐射实验规律的解释——“与实验符合之好令人击掌叫绝”

考点94、光电效应（康普顿效应）（P30~36）
1、光电效应——从角度说明光具有性
1）实验及现象——实验见课本P30图17.2－1
用灯照射原来不带电的锌板，发现验电器指针偏转，经检验验电器带电，说明锌板带电。其原因是：锌板在紫外线照射下发出了（也叫）
这种现象叫。
★★现行教材将实验过程改为：“用灯照射原来带电的锌板，发现验电器指针”，这样做的是为了强调。
2）光电效应的实验规律
（1）实验装置——见课本P31图17.2－2
图中极板为易产生光电效应的材料，若图中A极电势高，则它将使光电子，对应电压称之为电压；若图中A极电势低，则它将使光电子，（与使光电子恰好末到达A极相对应的电压称之为电压，此电压可用于计算光电子的，计算式为）无论哪一种情形，判断光电子是否到达A极都是利用电表。
（2）光电效应的实验规律
①若入射光不变，入射光越强，则单位时间内发射的光电子数；
“单位时间内的光电子数”与“光电流（图中电流表所测）”成正比（I光＝ne/t）
在入射光频率、光强一定的情况下，当正向电压增加一定程度时，光电流的值将保持不变，此电流称为。此电流反映了（关注课本P31图17.2-3）
②光电子的最大初动能只与入射光的有关，而与入射光的无关；
③当入射光的频率低于时将不能发生光电效应，此特点与入射光的
无关（不同金属的截止频率）（若用波长如何描述？）
逸出功是指使金属中电子脱离金属所需克服的，不同金属的逸出功。
④光电效应具有瞬时性。即只要满足频率条件，不管光照多弱，产生光电效应的时间不会超过。
3）经典理论解释光电效应规律的困难
经典电磁理论只能解释上述光电效应规律中的。关键问题是经典电磁理论中电磁波的强度（单位时间内的能量）由决定，而与无关。
4）爱因斯坦的光电效应方程
（1）受普郎克能量子理论的影响，爱因斯坦提出了光子说，其内容是：电磁波的传播不是，而是，光本身就是由一个个不可分割的组成，每一份称之为，其能量的计算式为。
（★★关注课本P32最后一段中间）
（2）爱因斯坦的光电效应方程为：；其中每一项的含义是：
。
其中求截止频率的方法是：。
（3）光子说对光电效应规律的解释
解释中要注意以下几个问题：
一个电子从“效果”上讲只能接收一个光子；
在入光频率一定时，入射光增强，意味着单位面积、单位时间内的光子数增多。
试解释光电效应的四个实验规律：
。
光子说对光电效应规律的解释，说明光具有，同时也说明光具有。