滬科版高中物理選修3-521-22

1、本學(xué)期總第課時(shí)第1課時(shí)課題名稱2.1撥開(kāi)黑體輻射的疑云時(shí)間年 月 日課型主備課人1了解什么是熱輻射及熱輻射的特性，了解黑體與黑體輻射.目標(biāo)2.了解黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，了解黑體輻射的強(qiáng)度與波長(zhǎng)的關(guān)系.3.了解能量子的概念，理解能量量子化.重點(diǎn)了解什么是熱輻射及熱輻射的特性，了解黑體與黑體輻射. 了解黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，了解黑體輻射的強(qiáng)度與波長(zhǎng)的關(guān)系.二次難點(diǎn)了解能量子的概念，理解能量量子化備課先填空1.黑體與黑體輻射(1)熱輻射物體在任何溫度下，都會(huì)發(fā)射，溫度不同，所發(fā)射的電磁波的、也不同,這種現(xiàn)象叫做熱輻射.熱輻射與物體的有關(guān).(2)黑體能夠投射到其表面的電磁波而不產(chǎn)生的物體，我們稱之為絕對(duì)黑

2、體,簡(jiǎn)稱黑體.(3)黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律黑體輻射電磁波的本領(lǐng)按波長(zhǎng)的分布只與黑體的有關(guān).自 主 隨著溫度的升高，各種波長(zhǎng)的輻射本領(lǐng)都；隨著溫度的升高，輻射本領(lǐng)的最大值向波長(zhǎng)的方向移動(dòng).學(xué)2.“紫外災(zāi)難”習(xí)科學(xué)家從理論上解釋黑體輻射的規(guī)律有維恩公式和瑞利公式.(1)維恩公式德國(guó)物理學(xué)家維恩從理論出發(fā)，得到的公式只是在一部分與實(shí)驗(yàn)相符，部分存在明顯芳異.(2)瑞利公式英國(guó)物理學(xué)家瑞利從經(jīng)典電磁理論出發(fā)，得到的公式在部分與實(shí)驗(yàn)吻合，部分偏差較大，尤其在紫外線一端，當(dāng)波長(zhǎng)趨于零時(shí)，輻射本領(lǐng)趨于無(wú)窮大,人們稱之為“紫外災(zāi)難”.1再判斷1. 能吸收各種電磁波而不反射電磁波的物體叫黑體.(2. 溫度越髙，黑體

3、輻射電磁波的強(qiáng)度越大.()3.熱輻射一定在高溫下才能發(fā)生.()后思考黑體是指黑顏色的物體嗎？1. 對(duì)黑體的理解絕對(duì)的黑體實(shí)際上是不存在的，但可以用某裝置近似地代替如圖2-1-1所示，如 果在一個(gè)空腔壁上開(kāi)一個(gè)小孔，那么射入小孔的電磁波在空腔內(nèi)表面會(huì)發(fā)生多次反射 和吸收，最終不能從空腔射出，這個(gè)小孔就成了一個(gè)絕對(duì)黑體.圖 2-1-1精 講 互 動(dòng)熱輻射特點(diǎn)吸收、反射特點(diǎn)一般物體輻射電磁波的情況與溫度有關(guān)，與材料的種類及表面狀況有關(guān)既吸收又反射，其能力與材料的種及入射波長(zhǎng)等因素有關(guān)黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與黑體的溫度有關(guān)完全吸收各種入射電磁波，不反射2.般物體與黑體的比較3.黑體輻射的實(shí)

4、驗(yàn)規(guī)律(1) 溫度一定時(shí)，黑體輻射強(qiáng)度隨波長(zhǎng)的分布有一個(gè)極大值.(2) 隨著溫度的升高 各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都有增加； 輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng).如圖2-1-2所示.a.隨溫度升高,各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都增加成長(zhǎng)資源b.隨溫度降低,各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都增加c.隨溫度升高,輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)d.隨溫度降低,輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較長(zhǎng)的方向移動(dòng)達(dá) 標(biāo) 訓(xùn) 練b.般物體輻射電磁波的情況只與溫度有關(guān)e.溫度降低，輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)2. 下列敘述正確的是（）a.切物體都在輻射電磁波c. 一般物體輻射電磁波的情況只與材料有關(guān)d. 黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布

5、只與黑體溫度有關(guān)e. 黑體能夠完全吸收入射的各種波長(zhǎng)的電磁波作業(yè)教學(xué)反思板書 設(shè)計(jì)本學(xué)期總第課時(shí)第2課時(shí)課題名稱2.1撥開(kāi)黑體輻射的疑云時(shí)間年 月 日課型主備課人1了解什么是熱輻射及熱輻射的特性，了解黑體與黑體輻射.目標(biāo)2.了解黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，了解黑體輻射的強(qiáng)度與波長(zhǎng)的關(guān)系.3.了解能量子的概念，理解能量量子化.重點(diǎn)了解什么是熱輻射及熱輻射的特性，了解黑體與黑體輻射. 了解黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，了解黑體輻射的強(qiáng)度與波長(zhǎng)的關(guān)系.二次難點(diǎn)了解能，量子的概念，till h.73 厶a r-1.-t./ b備課圧聊冃匕吐里丁 ki先填空1普朗克公式德國(guó)物理學(xué)家普朗克對(duì)照體輻射問(wèn)題進(jìn)行了系統(tǒng)的理論研究

6、，推導(dǎo)出了普朗克公式，把它與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果“令人滿意地相符”.2.普朗克設(shè)想黑體的空腔壁是由大量振子組成的，其能量e只能是某一hv的整數(shù)倍，即乃加（"=1,2,3,）式中"為振子的頻率，力是一個(gè)常量，h =自最小能量hv叫做主 學(xué) 習(xí)在微觀世界中能量3.意義變化，只能取，這種現(xiàn)象叫做能量的普朗克能量子假設(shè)，使人類對(duì)的本質(zhì)有了全新的認(rèn)識(shí)，對(duì)現(xiàn)代物理學(xué)的發(fā)展產(chǎn)生了的影響.再判斷1微觀粒子的能量只能是能量子的整數(shù)倍.（）2. 能量子的能量不是任意的，其大小與電磁波的頻率成正比.（）3. 光滑水平桌面上勻速運(yùn)動(dòng)的小球的動(dòng)能也是量子化的.（）后思考為了得出同實(shí)驗(yàn)相符

7、的黑體輻射公式，普朗克提出了什么樣的觀點(diǎn)？精 講 互 動(dòng)1. 普朗克的能量子假設(shè)，使人類對(duì)微觀世界的本質(zhì)有了全新的認(rèn)識(shí)，對(duì)現(xiàn)代物理 學(xué)的發(fā)展產(chǎn)生了革命性的影響，成為物理學(xué)發(fā)展史上一個(gè)重大轉(zhuǎn)折點(diǎn).2. 普朗克常量h是白然界最基本的常量之一，它體現(xiàn)了微觀世界的基本特征.達(dá) 標(biāo) 訓(xùn) 練3.對(duì)于帶電微粒的輻射和吸收能量時(shí)的特點(diǎn)，以下說(shuō)法正確的是（）a. 以某個(gè)最小能量值份份地輻射或吸收b. 輻射或吸收的能量是某一最小值的整數(shù)倍c. 吸收的能量可以是連續(xù)的d. 輻射和吸收的能量是量子化的e. 輻射的能量是量了化的，吸收的能量是連續(xù)的4m激光器發(fā)射波長(zhǎng)為6 328 a的單色光，試計(jì)算這種光的一個(gè)光子的能量

8、為多少？若該激光器的發(fā)光功率為18 mw,則每秒發(fā)射多少個(gè)光子？成長(zhǎng) 資源作業(yè)教學(xué) 反思板書 設(shè)計(jì)本學(xué)期總第課時(shí)第1課時(shí)課題名稱2.2涅槃鳳凰再飛翔時(shí)間年 月 日課型主備課人1知道光電效應(yīng)中極限頻率的概念及其與光的電磁理論的矛盾.目標(biāo)2.知道光子說(shuō)及其對(duì)光電效應(yīng)的解釋.3.掌握愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程并會(huì)用它來(lái)解決簡(jiǎn)單問(wèn)題.4.了解康普頓效應(yīng)，知道康普頓效應(yīng)進(jìn)一步證實(shí)了光子的粒子性.重點(diǎn)知道光子說(shuō)及其對(duì)光電效應(yīng)的解釋二次難點(diǎn)掌握愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程并會(huì)用它來(lái)解決簡(jiǎn)單問(wèn)題備課【先填空1光電效應(yīng)定義在光的照射下物體發(fā)射的現(xiàn)象.2.光電子：光電效應(yīng)中發(fā)射出來(lái)的3.光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律(1)各種金屬都存在極

9、限頻率，每i種金屬對(duì)應(yīng)一種光的最小頻率，稱極限頻率.只有當(dāng)入射光的頻率高于這個(gè)極限頻率吋，才會(huì)產(chǎn)生.如果入射光頻率低于這個(gè)極限頻率，無(wú)論光，照射時(shí)間，都不會(huì)光申.效應(yīng).自 主(2)光電子的最大初動(dòng)能隨著入射光頻率的增加而,與入射光的無(wú)關(guān).(3)當(dāng)產(chǎn)牛光申.效應(yīng)時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)從金屬表面逸出的電子數(shù)與入射光的有學(xué)關(guān)，光的強(qiáng)度,單位時(shí)間內(nèi)逸出的電子數(shù)習(xí)(4)入射光射到金屬表面時(shí)，光電子的產(chǎn)生幾乎是的，不超過(guò)再判斷1.任何頻率的光照射到金屬表面都可以發(fā)生光電效應(yīng).()2.金屬表面是否發(fā)生光電效應(yīng)與入射光的強(qiáng)弱有關(guān).()3.在發(fā)生光電效應(yīng)的條件下，入射光強(qiáng)度越大，光電流越大.()后思考1.發(fā)生光電效應(yīng)一

10、定要用不可見(jiàn)光嗎？2.在光電效應(yīng)屮，只要光強(qiáng)足夠大，就能發(fā)生光電效應(yīng)嗎？精講 互 動(dòng)1 光子與光電子光子指光在空間傳播時(shí)的每份能量，光子不帶電，光電子是金屬表面受到光照 射時(shí)發(fā)射出來(lái)的電子，其本質(zhì)是電子，光子是光電效應(yīng)的因，光電子是果.2. 光電子的動(dòng)能與光電子的最大初動(dòng)能光照射到金屈表面時(shí)，光子的能量全部被電子吸收，電子吸收了光子的能量，可 能向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，需克服原子核和其他原子的阻礙而損失部分能量，剩余部分為 光電子的初動(dòng)能；只有金屬表面的電子直接向外飛出吋，只需克服原子核的引力做功， 才具有最大初動(dòng)能光電子的初動(dòng)能小于或等于光電子的最大初動(dòng)能.3. 光子的能量與入射光的強(qiáng)度光子的能量即

11、每個(gè)光子的能量，其值為e=hv（v為光子的頻率），其大小由光的頻 率決定入射光的強(qiáng)度指單位時(shí)間內(nèi)照射到金屬表面單位面積上的總能量，入射光的強(qiáng) 度等于單位時(shí)間內(nèi)光子能量與入射光子數(shù)的乘積.4. 光電流和飽和光電流金屬板飛出的光電子到達(dá)陽(yáng)極，冋路屮便產(chǎn)生光電流，隨著所加正向電壓的增大， 光電流趨于一個(gè)飽和值，這個(gè)飽和值是飽和光電流，在一定的光照條件下，飽和光電 流與所加電壓大小無(wú)關(guān).5. 光的強(qiáng)度與飽和光電流飽和光電流與入射光強(qiáng)度成正比的規(guī)律是對(duì)頻率相同的光照射金屈產(chǎn)生光電效 應(yīng)而言的，對(duì)于不同頻率的光，由于每個(gè)光子的能量不同，飽和光電流與入射光強(qiáng)度 之間沒(méi)有簡(jiǎn)單的正比關(guān)系.1. 如圖所示，用弧光

12、燈照射鋅板，驗(yàn)電器指針張開(kāi)一個(gè)角度，則下列說(shuō)法中正確的是 （）a. 用紫外線照射鋅板，驗(yàn)電器指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)b. 用紅光照射鋅板，驗(yàn)電器指針會(huì)發(fā)牛偏轉(zhuǎn)c. 鋅板帶的是負(fù)電荷d.鋅板帶的是正電荷e.使驗(yàn)電器指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的是正電荷成長(zhǎng)資源2. 對(duì)光電效應(yīng)的理解正確的是（）a. 金屬鈉的每個(gè)電子可以吸收一個(gè)或一個(gè)以上的光子，當(dāng)它積累的動(dòng)能足夠大 時(shí)，就能逸出金屬b. 在光電效應(yīng)中，一個(gè)電子只能吸收一個(gè)光子c. 如果入射光子的能量小于金屬表面的電子克服原子核的引力而逸出時(shí)所需做 的最小功，便不能發(fā)生光電效應(yīng)d. 發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，入射光越強(qiáng)，光子的能量就越人，光電子的最大初動(dòng)能就越大e. 市于不同金屬的逸

13、出功是不相同的，因此使不同金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，入射光的達(dá) 標(biāo) 訓(xùn) 練最低頻率也不同電流表中有電流通過(guò)，則3. 利用光電管研究光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)如圖222所示，用頻率為訶勺可見(jiàn)光照射陰極k,a. 用紫外線照射，電流表一定有電流通過(guò)b. 用紅光照射，電流表一定無(wú)電流通過(guò)c. 用紅外線照射，電流表可能有電流通過(guò)d. 用頻率為y的可見(jiàn)光照射k,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭移到a端時(shí)，電流表中 i定無(wú)電流通過(guò)e. 用頻率為v的可見(jiàn)光照射k,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭向b端滑動(dòng)時(shí)，電流表 示數(shù)可能不變作業(yè)教學(xué) 反思板書 設(shè)計(jì)本學(xué)期總第課時(shí)第2課時(shí)課題名稱2.2涅槃鳳凰再飛翔時(shí)間年 月 日課型主備課人目標(biāo)1. 知道光電效應(yīng)中

14、極限頻率的概念及其與光的電磁理論的矛盾.2. 知道光子說(shuō)及其對(duì)光電效應(yīng)的解釋.3. 掌握愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程并會(huì)用它來(lái)解決簡(jiǎn)單問(wèn)題.4. 了解康普頓效應(yīng)，知道康普頓效應(yīng)進(jìn)一步證實(shí)了光子的粒子性.重點(diǎn)知道光子說(shuō)及其對(duì)光電效應(yīng)的解釋二次 備課難點(diǎn)掌握愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程并會(huì)用它來(lái)解決簡(jiǎn)單問(wèn)題自 主 學(xué) 習(xí)愛(ài)因斯坦的光子說(shuō)先填空1. 光子說(shuō)光在時(shí)不是連續(xù)的，而是的，一份叫做一個(gè)光量子，簡(jiǎn)稱光子，光子的能量e跟光的頻率v成，即.2. 光電效應(yīng)方程表達(dá)式：hv= w+（2）物理意義：金屬中電子吸收一個(gè)光子獲得的能量是加，這些能量一部分用于 克服金屬的朿縛，剩下的表現(xiàn)為逸出后電子的再判斷1 “光了”就是“

15、光電了”的簡(jiǎn)稱（）2. 不同的金屬逸出功不同，因此金屬對(duì)應(yīng)的極限頻率也不同.（）3. 入射光若能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則入射光的強(qiáng)度越大，照射出的光電子越 多（）后思考1.不同頻率的光照射到同一金屬表面發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，光電子的初動(dòng)能是否相 同？2 .光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率成正比嗎？光子說(shuō)的又一證明康普頓效應(yīng)先填空1.光子的動(dòng)呈：p=g其屮為普朗克常量，久為光的波長(zhǎng).a2光的散射：光在介質(zhì)屮與物質(zhì)微粒相互作用，因而傳播方向發(fā)生改變的現(xiàn)象.3康普頓效應(yīng)：x射線通過(guò)金屬、石墨等物質(zhì)的散射后，在散射線中，除有與入 射線波長(zhǎng)相同的射線外，還有波長(zhǎng)比入射線波長(zhǎng) 的射線.人們把這種的現(xiàn)象，叫做康普

16、頓效應(yīng).再判斷1. 光子的動(dòng)量與波長(zhǎng)成反比.（）2. 光子發(fā)生散射時(shí)，其動(dòng)量大小發(fā)生變化，但光子的頻率不發(fā)生變化.（）3. 光子發(fā)生散射后，其波長(zhǎng)變大.（）后思考太陽(yáng)光從小孔射入室內(nèi)時(shí)，我們從側(cè)面可以看到這束光；白天的天空各處都是亮 的；宇航員在太空中會(huì)發(fā)現(xiàn)盡管太陽(yáng)光耀眼刺目，其他方向的天空卻是黑的，為什么？精講 互 動(dòng)1.光電效應(yīng)方程hv= w+ekm的理解（1）式小的ekm是光電子的最大初動(dòng)能，就某個(gè)光電子而言，其離開(kāi)金屬時(shí)剩余動(dòng) 能大小可以是0eg范圍內(nèi)的任何數(shù)值.（2）光電效應(yīng)方程實(shí)質(zhì)上是能量守恒方程：能量為e=hv的光子被電子所吸收，電子把這些能量的一部分用來(lái)克服金屬表面 對(duì)它的吸引

17、，另一部分就是電子離開(kāi)金屬表面時(shí)的動(dòng)能.如果克服吸引力做功最少為 ",則電子離開(kāi)金屬表面時(shí)動(dòng)能最大為ekm，根據(jù)能量守恒定律可知：e=hv-w.(3) 光電效應(yīng)方程包含了產(chǎn)生光電效應(yīng)的條件：若發(fā)生光電效應(yīng)，則光電子的最大初動(dòng)能必須大于零，即ekm=hvw>0,亦即 wwhv>w, v>-=vc,而=萬(wàn)恰好是光電效應(yīng)的極限頻率.(4) ekm-v曲線：如圖2-2-3所示是光電子最大初動(dòng)能es隨入射光頻率v的變化 曲線.這里，橫軸上的截距是極限頻率；縱軸上的截距是逸出功的負(fù)值；斜率為普朗克 常量.2. 光電效應(yīng)規(guī)律中的兩個(gè)關(guān)系(1) 光強(qiáng)大一光子數(shù)目多一發(fā)射光電子多一光

18、電流大.(2) 光子頻率高-> 光子能量大-> 產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能大.3. 如圖2-2-5, x射線的光子與靜止的電子發(fā)生彈性碰撞，光子把部分能量轉(zhuǎn)移給 了電子，能量由加減小為加，因此頻率減小，波長(zhǎng)增大.同時(shí)，電子獲得一定的動(dòng) 量，進(jìn)一步說(shuō)明了光的粒子性.hv 電子x.%碰掩前 碰掩后圖 2-2-54. 康普頓效應(yīng)進(jìn)一步證明了愛(ài)因斯坦光子說(shuō)的正確性.成長(zhǎng)資源達(dá)標(biāo)訓(xùn)練向電壓u可能是（其中"為逸111功，力為普朗克常量，幺為電子電荷量）（）xue ec.u=2hv-wd.x如4/?v we-u=74. 已知能使某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的極限頻率為5,貝9（）a. 當(dāng)用頻率為2巾的單色光照射該金屬時(shí)，一定能產(chǎn)生光電子b. 當(dāng)用頻率為2巾的單色光照射該金屬時(shí)，所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為/7voc. 當(dāng)照