【教科版選修3-5】高中物理：第一章《碰撞與動(dòng)量守恒》章末整合課件

高中物理·選修3-5·教科版第四章波粒二象性4.1量子概念的誕生12024/4/1高中物理·選修3-5·教科版第四章波粒二象性12024/3[目標(biāo)定位]

1.知道熱輻射、黑體和黑體輻射的概念，知道黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律.2.知道普朗克提出的能量子假說(shuō)．22024/4/1[目標(biāo)定位]1.知道熱輻射、黑體和黑體輻射的概念，知道黑體一、黑體與黑體輻射1．熱輻射 (1)定義：周圍的一切物體都在輻射_______，這種輻射與_________有關(guān)，所以叫熱輻射． (2)特點(diǎn)：熱輻射強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布情況隨物體的_____而有所不同．2．黑體 (1)定義：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．電磁波物體溫度溫度完全吸收反射32024/4/1一、黑體與黑體輻射電磁波物體溫度溫度完全吸收反射32024/(2)黑體輻射特點(diǎn)：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)．想一想在火爐旁邊有什么感覺(jué)？投入爐中的鐵塊顏色怎樣變化？說(shuō)明了什么問(wèn)題？答案在火爐旁會(huì)感到熱，這是由于火爐不斷地向外輻射能量．投入爐中的鐵塊依次呈現(xiàn)暗紅、赤紅、橘紅等顏色，直至成為黃白色，這表明同一物體熱輻射的強(qiáng)度與溫度有關(guān)．溫度42024/4/1溫度42024/3/31二、黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律1．隨著溫度的升高，各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都_____．2．隨著溫度的升高，輻射強(qiáng)度的極大值向著波長(zhǎng)_____的方向移動(dòng)．

想一想你認(rèn)為現(xiàn)實(shí)生活中存在理想的黑體嗎？

答案現(xiàn)實(shí)生活中不存在理想的黑體，實(shí)際的物體都能輻射紅外線(電磁波)，也都能吸收和反射紅外線(電磁波)，絕對(duì)黑體不存在，是理想化的模型．增加較短52024/4/1二、黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律增加較短52024/3/31三、能量子1．定義：普朗克認(rèn)為，帶電微粒輻射或吸收能量時(shí)，只能是輻射或吸收某個(gè)最小能量值的_______，這個(gè)不可再分的最小能量值?叫做能量子．2．大?。?＝hν，其中ν是______________，h是____________，數(shù)值h＝________________(一般h取6.63×10－34J·s).整數(shù)倍電磁波的頻率普朗克常量6.626×10－34J·s62024/4/1三、能量子整數(shù)倍電磁波的頻率普朗克常量6.626×10－34一、對(duì)黑體輻射規(guī)律的理解

1．一般材料的物體，輻射的電磁波除與溫度有關(guān)外，還與材料的種類及表面狀況有關(guān)．2．黑體是指只吸收而不反射外界射來(lái)的電磁波的物體，由于黑體只進(jìn)行熱輻射，所以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)．3．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)度都有增加；另一方面，輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)．如圖4－1－1所示．72024/4/1一、對(duì)黑體輻射規(guī)律的理解72024/3/31圖4－1－182024/4/1圖4－1－182024/3/31【例1】在實(shí)驗(yàn)室或工廠的高溫爐子上開(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4－1－2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 (

) A．T1>T2 B．T1<T2 C．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)較短方向

移動(dòng)圖4－1－292024/4/1【例1】在實(shí)驗(yàn)室或工廠的高溫爐子上開(kāi)一小孔，小孔可看作黑體，答案

AD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，λ1<λ2，T1>T2，本題正確選項(xiàng)為A、D.102024/4/1答案AD102024/3/31借題發(fā)揮隨著溫度的升高，各種波長(zhǎng)的輻射本領(lǐng)都在增加，當(dāng)黑體溫度升高時(shí)，輻射本領(lǐng)最大值向短波方向移動(dòng)，這是黑體輻射的特點(diǎn)，熟悉黑體輻射特點(diǎn)是解決問(wèn)題的關(guān)鍵．112024/4/1112024/3/31針對(duì)訓(xùn)練下列描繪兩種溫度下黑體輻射強(qiáng)度與波長(zhǎng)關(guān)系的圖中，符合黑體輻射實(shí)驗(yàn)規(guī)律的是 (

)122024/4/1針對(duì)訓(xùn)練下列描繪兩種溫度下黑體輻射強(qiáng)度與波長(zhǎng)關(guān)系的圖中，符答案

A解析隨著溫度的升高，輻射強(qiáng)度增加，輻射強(qiáng)度的極大值向著波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)，A正確，B、C、D錯(cuò)誤．132024/4/1答案A132024/3/31二、能量子的理解和ε＝hν的應(yīng)用1．物體在發(fā)射或接收能量的時(shí)候，只能從某一狀態(tài)“飛躍”地過(guò)渡到另一狀態(tài)，而不可能停留在不符合這些能量的任何一個(gè)中間狀態(tài)．2．在宏觀尺度內(nèi)研究物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)我們可以認(rèn)為：物體的運(yùn)動(dòng)是連續(xù)的，能量變化是連續(xù)的，不必考慮量子化；在研究微觀粒子時(shí)必須考慮能量量子化．3．能量子的能量ε＝hν，其中h是普朗克常量，ν是電磁波的頻率．142024/4/1二、能量子的理解和ε＝hν的應(yīng)用142024/3/31【例2】光是一種電磁波，可見(jiàn)光的波長(zhǎng)的大致范圍是400nm～700nm.求400nm、700nm電磁輻射的能量子的值各是多少？

答案

4.97×10－19J

2.84×10－19J152024/4/1【例2】光是一種電磁波，可見(jiàn)光的波長(zhǎng)的大致范圍是400n借題發(fā)揮

(1)求解本題關(guān)鍵有兩點(diǎn)：一是能根據(jù)已知條件求得每一個(gè)能量子的能量，另外必須明確激光器發(fā)射的能量是這些能量子能量的總和．(2)這類習(xí)題數(shù)量級(jí)比較大，注意運(yùn)算當(dāng)中提高運(yùn)算準(zhǔn)確率．162024/4/1借題發(fā)揮(1)求解本題關(guān)鍵有兩點(diǎn)：一是能根據(jù)已知條件求得每【例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．以某一個(gè)最小能量值一份一份地輻射或吸收 B．輻射和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