高二物理人教版選修3-5課件：第十七章 1 能量量子化

1、第十七章波粒二象性目標(biāo)定位1.了解黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律.2.了解能量子的概念及其提出的科學(xué)過(guò)程.3.了解宏觀物體和微觀粒子的能量變化特點(diǎn)學(xué)案1能量量子化知識(shí)探究自我檢測(cè)1我們周圍的物體都在進(jìn)行熱輻射為什么我們只能觀察到部分物體的熱輻射？答案不同物體輻射的電磁波的波長(zhǎng)不同，波長(zhǎng)較長(zhǎng)的電磁波不能引起人的視覺(jué)，波長(zhǎng)在某范圍內(nèi)的電磁波才能引起人的視覺(jué)一、黑體與黑體輻射知識(shí)探究 問(wèn)題設(shè)計(jì)2研究熱輻射的規(guī)律時(shí)，為什么人們特別注意黑體輻射？答案一般材料的物體，輻射電磁波的情況與溫度和材料的種類及表面狀況有關(guān)，而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)要點(diǎn)提煉1熱輻射：我們周圍的一切物體都在輻射，這種

2、輻射與 有關(guān)，所以叫熱輻射2黑體：如果某種物體能夠 入射的各種波長(zhǎng)的電磁波而不發(fā)生 ，這種物體就是絕對(duì)黑體，簡(jiǎn)稱黑體電磁波物體的溫度完全吸收反射3物體輻射出的電磁波與物體的 有關(guān)室溫下輻射的電磁波的波長(zhǎng)較 ，不能引起人的視覺(jué)，隨著溫度的升高，熱輻射中較短波長(zhǎng)的成分越來(lái)越 因此輻射強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布情況隨物體的 有所不同4黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與黑體的 有關(guān)溫度長(zhǎng)強(qiáng)溫度溫度二、黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律1黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律：隨著溫度的升高，一方面，各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都有 ；另一方面，輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較的方向移動(dòng)如圖1所示增加短圖12對(duì)黑體輻射的解釋：維恩公式在 區(qū)與實(shí)驗(yàn)非常接近，在 區(qū)則

3、與實(shí)驗(yàn)偏離很大；瑞利公式在長(zhǎng)波區(qū)與實(shí)驗(yàn)基本一致，但在短波區(qū)與實(shí)驗(yàn)嚴(yán)重不符由于波長(zhǎng)很小的輻射處在紫外線波段，故而由理論得出的這種荒謬結(jié)果被認(rèn)為是物理學(xué)理論的災(zāi)難，當(dāng)時(shí)稱為“紫外災(zāi)難”短波長(zhǎng)波微觀粒子的能量是否同宏觀物體的能量一樣，具有連續(xù)性？答案微觀粒子的能量是分立的，而不是連續(xù)的三、能量子 問(wèn)題設(shè)計(jì)要點(diǎn)提煉1定義：振動(dòng)著的帶電微粒的能量只能是某一最小能量值的 倍，所輻射或吸收的能量是以這個(gè) 為單位一份一份地輻射或吸收的這個(gè)不可再分的最小能量值叫做能量子2大?。翰豢稍俜值淖钚∧芰恐担渲惺请姶挪ǖ?，h是普朗克常量，h Js.整數(shù)最小能量值h頻率6.6261034典例精析例1關(guān)于對(duì)黑體的認(rèn)識(shí)，下

4、列說(shuō)法正確的是()A黑體只吸收電磁波，不反射電磁波，看上去是黑的B黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布除與溫度有關(guān)外，還與材料的種類及表面狀況有關(guān)一、黑體輻射規(guī)律C黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與溫度有關(guān)，與材料的種類及表面狀況無(wú)關(guān)D如果在一個(gè)空腔壁上開(kāi)一個(gè)很小的孔，射入小孔的電磁波在空腔內(nèi)表面經(jīng)多次反射和吸收，最終不能從小孔射出，這個(gè)空腔就成了一個(gè)黑體解析黑體自身輻射電磁波，不一定是黑的，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；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)，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤，選項(xiàng)C正確；小孔只吸收電磁波，不反射電磁波，因此是小孔成了一個(gè)黑體，而不是空腔，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤答案C例2在實(shí)驗(yàn)室或工廠的高溫爐子

5、上開(kāi)一小孔，小孔可看作黑體，由小孔的熱輻射特性，就可以確定爐內(nèi)的溫度如圖2所示，就是黑體的輻射強(qiáng)度與其輻射光波長(zhǎng)的關(guān)系圖象則下列說(shuō)法正確的是()AT1T2BT1T2C隨著溫度的升高，黑體的輻射強(qiáng)度都有所降低D隨著溫度的升高，輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較長(zhǎng)方向移動(dòng)圖2解析一般材料的物體輻射能的多少?zèng)Q定于物體的溫度(T)、輻射波的波長(zhǎng)、時(shí)間的長(zhǎng)短和發(fā)射的面積，而黑體是指在任何溫度下，全部吸收任何波長(zhǎng)的輻射的物體，黑體輻射的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與溫度有關(guān)實(shí)驗(yàn)表明，隨著溫度的升高，各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都有所增加，輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)從圖中可以看出，1T2，本題正確選項(xiàng)為A.答案A例3光是一種電

6、磁波，可見(jiàn)光的波長(zhǎng)的大致范圍是400700 nm.400 nm、700 nm電磁輻射的能量子的值各是多少？(h6.631034 Js)二、能量子的計(jì)算700 nm對(duì)應(yīng)的能量子答案4.971019 J2.841019 J例4小燈泡的功率P1 W，設(shè)其發(fā)出的光向四周均勻輻射，平均波長(zhǎng)106m，求小燈泡每秒鐘輻射的光子數(shù)是多少？(h6.631034 Js)解析每秒鐘小燈泡發(fā)出的能量為EPt1 J1個(gè)光子的能量：小燈泡每秒鐘輻射的光子數(shù)：答案51018個(gè)自我檢測(cè)1(黑體輻射規(guī)律)如圖3所示，畫出了四種溫度下黑體輻射的強(qiáng)度與波長(zhǎng)的關(guān)系圖象，從圖象可以看出，隨著溫度的升高，則()A各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都有增加B只有波長(zhǎng)短的輻射強(qiáng)度增加C輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)D輻射電磁波的波長(zhǎng)先增大后減小圖3解析根據(jù)黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律和輻射強(qiáng)度與波長(zhǎng)的關(guān)系可判斷A、C正確答案AC2(能量子的理解)紅、橙、黃、綠四種單色光中，光子能量最小的是()A紅光 B橙光C黃光 D綠光解析在四種顏色的光中