2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册13.5 能量量子化 课件

(共19张PPT)
第十三章
电磁感应与电磁波初步
13.5能量量子化
把铁块投进火炉中，刚开始铁块只是发热，并不发光。随着温度的升高，铁块会慢慢变红，开始发光。铁块依次呈现暗红、赤红、橘红等颜色，直至成为黄白色。为什么会有这样的变化呢?
一、热辐射
1、定义：一切物体都在辐射电磁波，辐射与物体的温度有关，所以叫热辐射。
在室温下，辐射的主要成分是波长较长的电磁波
在高温情况下，辐射的主要成分是波长较短的电磁波
2、辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而有所不同。
例如，随着温度的升高，铁块从发热，再到发光，铁块的颜色也不断发生变化。
3、黑体
除了热辐射之外，物体表面还会吸收和反射外界射来的电磁波。常温下我们看到的物体的颜色就是反射光所致。
（1）定义：物体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，这种物体就叫作黑体。
（2）黑体是一个理想化模型，如图所示，如果在一个空腔壁上开一个很小的孔，那么射入小孔的电磁波在空腔内表面会发生多次反射和吸收，最终不能从空腔射出．这个空腔可近似看成一个绝对黑体．
物体中存在着不停运动的带电微粒，带电微粒的振动会产生变化的电磁场，从而产生电磁辐射。
（3）一般物体和黑体的热辐射、反射、吸收的特点
温度升高，各种波长的辐射强度都有增加；
温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。
（4）黑体辐射
二、能量子
1、定义：普朗克认为：振动着的帯电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍。例如，可能是ε或2ε、3ε…这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子。
和我们学习电荷数类似：只能是元电荷的整数倍。
比喻：电磁波就好象是机关枪发射子弹，子弹是一颗一颗向前运动的，每一颗子弹就好象是一份电磁波。
ε=hν
2、能量子大小：
其中ν是电磁波的频率，h是普朗克常量，h＝6.626×10－34
J·s，在计算问题中一般取h＝6.63×10－34J·s.
3、能量量子化：在微观世界里，能量不能连续变化，只能取一系列的分立值，这种现象叫做能量的量子化．
一条光线
光子
爱因斯坦的光子概念
认为电磁场本身就是不连续的。也就是说，光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的这些能量子后来被叫作光子。
ε=hν
（光子能量）
三、能级
2、能级：能级就是量子化的原子的能量值。
1、原子的能量也是量子化的，不是连续的。
4、原子处于能量最低的状态是最稳定的。
3、原子获得能量有可能跃迁到较高的能量状态,这些状态的原子是不稳定的,会自发地向能量较低的能级跃迁。
7、由于原子的能级是分立的，所以放出的光子的能量也是分立的，因此原子的发射光谱只有一些分立的亮线。
5、能够使原子跃迁到较高能级的方法：
①吸收光子的能量,等于前后两能级之差；
②受到高速运动的电子的撞击。
6、从较高能级跃迁到较低能级时,会放出光子,放出光子的能量也是分立的、某些特定的能量。
量子力学的建立
20世纪20年代，量子力学建立了，它能够很好地描述微观粒子运动的规律，并在现代科学技术中发挥了重要作用。
核能的利用，计算机和智能手机的制造，激光技术。
"聆听"宇宙
宇宙浩瀚无垠，神秘莫测。古人通过肉眼观察星空，绘制星图。望远镜的发明拓展了人类的视野，使人们对天体的了解更加清楚。
1、黑体辐射电磁波的波长分布的影响因素是(
)
A.温度
B.材料
C.表面状况
D.以上都正确
A
2.以下宏观概念,是“量子化”的是(
)
A.木棒的长度
B.物体的质量
C.物体的动量
D学生的个数
D
3、(多选)黑体辐射的实验规律如图所示,由图可知(　　
)
A.随温度升高,各种波长的辐射强度都增加
B.随温度降低,各种波长的辐射强度都增加
C.随温度升高,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动
D.随温度降低,辐射强度的极大值向波长较长的方向移动
ACD