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20张PPT)

(共20张PPT)
思考与讨论：
煤油灯、白炽灯以及太阳都是通过向外辐射可见光使人们看到它们！煤油灯光很昏暗，白炽灯光较亮，太阳光非常刺眼。为什么呢？
说明物体能向外发光
温度越高的物体发出的光也越强
第5节 能量量子化
常温下看到物体的颜色是因为物体反射光所致，也不是热辐射
高温物体主要发出的是紫外光，
一、热辐射
1.定义：
2.特点：
任何物体任何温度均存在热辐射，
低温物体主要发出的是红外光
炽热物体主要发出的是可见光，
激光、日光灯发光不是热辐射，
一切物体都向外辐射电磁波(光也是一种电磁波),
这种辐射与温度有关，所以叫热辐射
一般物体的热辐射还与材料种类、表面状况等有关
注意：
而黑色的物体则是吸收了所有的光不反射
第5节 能量量子化
能全部吸收各种波长的辐射而不发生反射的物体称为绝对黑体。简称黑体
3.黑体：
黑体的热辐射只与黑体的温度有关
一、热辐射
1.定义：
2.特点：
空腔的小孔可近似看做黑体
注意：
带小孔的空腔
③黑体不黑
第5节 能量量子化
思考：观察远处打开的窗子是什么颜色
窗户近似黑体
实验装置
二、黑体辐射
T
平行光管
三棱镜
T
黑体
一、热辐射
加热
第5节 能量量子化
0 1 2 3 4 5 6
λ/μm
辐射强度
1700K
1500K
1300K
1100K
实验结果
二、黑体辐射
一、热辐射
1.实验结果：
(1)温度越高，黑体辐射各种波长的辐射强度会 。
增加
(2)温度越高，辐射强度的极大值向波长 的方向移动。
较短
1700K
1500K
1300K
1100K
0 1 2 3 4 5 6
λ/μm
辐射强度
第5节 能量量子化
黑体辐射实验是物理学晴朗天空中
------一朵令人不安的乌云
实验
瑞利公式
维恩公式
2.实验解释：
维恩公式:
短波适合;长波不符合
瑞利公式:
长波适合; 短波荒唐
瑞利公式被称做：紫外灾难
二、黑体辐射
一、热辐射
1.实验结果：
第5节 能量量子化
普朗克仔细分析了黑体辐射，提出了要想让公式和实验结果相符，那么只要认为：黑体辐射或吸收电磁波时的能量并不象经典物理学所允许的可具有任意值。振动着的能量只能是某一最小能量ε（称为能量子）的整数倍，即：ε, 1ε, 2ε, 3ε, ... nε. n为正整数，称为量子数。
对于频率为ν的电磁波最小能量为
能量
量子
经典
普朗克
h后来被称为普朗克常量
λ(μm)
1 2 3 5 6 8 9
4
7
普朗克曲线
实验值
1900.10.19 普朗克在德国物理学会会议上提出一个黑体辐射公式
普朗克后来又为这种与经典物理格格不入的观念深感不安，只是在经过十多年的努力证明任何复归于经典物理的企图都以失败而告终之后，他才坚定地相信h的引入确实反映了新理论的本质。
1918年他荣获诺贝尔物理学奖。
他的墓碑上只刻着他的姓名和
普朗克
The Nobel Prize in Physics 1918
"for their theories, developed independently, concerning the course of chemical reactions"
Max Karl Ernst Ludwig Planck
Germany
Berlin University
Berlin, Germany
1858 - 1947
普朗克
1858年4月23日出生于德国基尔。1874—1879年先后在慕尼黑大学、柏林大学就读，并获得博士学位。1880—1926年先后在慕尼黑大学、基尔大学、柏林大学任教，1926年被选为英国皇家学会会员，1947年10月逝世于哥廷根。
主要成就：1900年提出量子假说，为了解释黑体辐射现象，他提出粒子能量永远是hv的整数倍，E=n hν，其中ν是辐射频率，h为新的物理常数，后人称为普朗克常数，这一创造性的工作使他成为量子理论的奠基者，在物理学发展史上具有划时代的意义。他第一次提出辐射能量的不连续性，著名科学家爱因斯坦接受并补充了这一理论，以此发展自己的相对论，波尔也曾用这一理论解释原子结构。
量子假说使普朗克获得1918年诺贝尔物理奖。
1918年获诺贝尔
物理奖
M.(Mar Karl Ernst Ludwig Planck
(1858—1947)
普朗克
趣闻轶事
普朗克走上研究自然科学的道路，在很大程度上应该归功于一个名叫缪勒的中学老师。普朗克童年时期爱好音乐，又爱好文学。后来他听了缪勒讲的一个动人故事：一个建筑工匠花了很大的力气把砖搬到屋顶上，工匠做的功并没有消失，而是变成能量贮存下来了；一旦砖块因为风化松动掉下来，砸在别人头上或者东西上面，能量又会被释放出来，……这个能量守恒定律的故事给普朗克留下了终生难忘的印象，不但使他的爱好转向自然科学，而且成为他以后研究工作的基础之一。
实验
瑞利公式
维恩公式
2.实验解释：
维恩公式:
短波适合;长波不符合
瑞利公式:
长波适合; 短波荒唐
二、黑体辐射
一、热辐射
1.实验结果：
普朗克公式:
完美契合
第5节 能量量子化
原子吸收和发射的能量是一份一份的，因此原子能量也是不连续的，我们称之为------能级
+
r1
r2
r3
3.轨道跃迁：若吸收光子，由低轨到高轨，高轨能量高，不稳定。容易回到低轨道，从而放出光子。
2.能级：在相应的轨道上原子的量子化的能量值。
1.轨道量子化:轨道半径只能是某些分立的数值。
三、原子能级
光子
因此原子发射形成的光谱只能是一些分立的亮线
第5节 能量量子化
课堂练习
1．以下宏观概念，哪些是“量子化”的( )
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
2．红、橙、黄、绿四种单色光中，光子能量最小的是 ( )
A．红光
B．橙光
C．黄光
D．绿光
A
课堂练习
3．关于黑体辐射的实验规律叙述正确的有( )
A．随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有增加
B．随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动
C．黑体热辐射的强度与波长无关
D．黑体辐射无任何实验
AB
课堂练习
4．能引起人的眼睛视觉效应的最小能量为10-18J，已知可见光的平均波长约为600 nm，普朗克常量为：6.63 x10-34J·s，则人们看见光时，进入人眼的光子数至少为( )
A.1个
B.3个
C.30个
D.300个
B
提示：c=λv
课堂练习