13.5能量量子化 课件 （13张PPT）

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13.5能量量子化
铁块 温度升高从看不出发光到暗红
到橘红
到 黄白色。
引入新课：
思考：在火炉旁边有什么感觉？
投在炉中的铁块开始是什么颜色？过一会有是什么颜色？
一、热辐射
1.概念：我们周围的一切物体，在任何温度下都在辐射各种波长的电磁波，这种辐射与物体的温度有关，所以叫做热辐射。
固体在温度升高时颜色的变化
1400 K
800 K
1000 K
1200 K
2.特征：辐射强度及波长的分布随温度变化；随着温度升高，电磁波的短波成分增加。
注意： 激光、日光灯发光不是热辐射。
3.热辐射的主要成分：室温时，主要是波长较长的电磁波；高温时，主要是波长较短的电磁波。
低温物体发出的是红外光；
炽热物体发出的是可见光；
高温物体发出的是紫外光。
物体除了辐射电磁波外，还会吸收、反射外界射来的电磁波。
黑体与黑体辐射
黑体：如果一个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，这种物体就是绝对黑体，简称黑体。
注意：（1）黑体是个理想化的模型。
（2）一般物体的辐射与温度、材料、表面状况有关，但黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关。
（3）辐射强度及波长的分布随温度变化；随着温度升高，电磁波的短波成分增加。
黑体辐射的实验规律
特点：随温度的升高
①各种波长的辐射强度都在增加；
②绝对黑体的温度升高时，辐射强度的最大值向短波方向移动。
二、能量子
1.辐射物体中包含大量振动着的带电微粒，振动着的带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、2ε、 3ε……当带电微粒辐射或吸收能量时，也是以这个最小能量值为单位一份一份地辐射或吸收的。这个不可再分的能量值ε叫做能量子。
2.谐振子只能一份一份按不连续方式辐射或吸收能量；
对于频率为 的谐振子，最小能量为：
h = 6.626 10 ─34 J·s —— 普朗克常量
3.光子：光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为ν的光的能量子为hν。这些能量子后来被称为光子。
能量量子化 ─ 物理学的新纪元
普朗克
三、能级
微观世界中能量取分立值的观念也适用于原子系统，原子的能量是量子化的。这些量子化的能量值叫作能级。
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。
练习1：下列叙述正确的是（ ）
A. 一切物体都在辐射电磁波
B. 一般物体辐射电磁波的情况只与温度有关
C. 黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关
D. 黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波
练习2：关于对黑体的认识，下列说法正确的是（ ）
A．黑体只吸收电磁波，不反射电磁波，看上去是黑的
B．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关
C．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，与材料的种类及表面状况无关
D．如果在一个空腔壁上开一个很小的孔，射入小孔的电磁波在空腔内表面经多次反射和吸收，最终不能从小孔射出，这个空腔就成了一个黑体
练习3：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
课堂小结
一、热辐射现象
二、能量子
三、能级
1.热辐射现象
2.黑体与黑体辐射
4.能量子：超越牛顿的发现
5.普朗克能量子理论成功解释黑体辐射
——普朗克常量
黑体辐射的实验规律：温度升高，辐射强度增加；
辐射强度的极大值向波长较短的方向移动
黑体：吸收而不反射电磁波