2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理必修3 13.5 能量量子化课件(共30张PPT)

(共30张PPT)
能量量子化
第一部分
新课导入
天津市战“疫”微型课
爱因斯坦
洛伦兹
居里夫人
普朗克
薛定谔
康普顿
泡利
海森堡
波恩
玻尔
德布罗意
狄拉克
资料
1900年，英国皇家学会的新年庆祝会上，著名物理学家开尔文勋爵做了展望新世纪的发言。
“ 科学的大厦已经基本落成，后辈的物理学家只要做一些零碎的修补工作……”
——开尔文
资料
在展望20世纪物理学发展的前景时，他还讲到：
“但是，在物理学晴朗天空的远处，还有两朵令人不安的乌云，……”
——开尔文
黑体辐射
“以太”之谜
1900年
1905年
相对论
量子论
第二部分
教学过程
1. 热辐射
一、黑体与黑体辐射
坐在火炉旁的你有什么感觉？
热
热辐射
一切物体都在辐射电磁波
这种辐射与物体的温度有关，叫做热辐射。
资料
思考
2. 热辐射的特点
一、黑体与黑体辐射
投在火炉中的铁块不断加热的过程中，颜色有什么变化？
温度升高
热辐射中较短波长的成分就越强
辐射强度按波长的分布情况
随物体的温度而有所不同。
资料
思考
一、黑体与黑体辐射
热辐射
反射电磁波
吸收电磁波
物体
影
响
强调：
完全吸收
毫无反射
黑体
3. 黑体和黑体辐射
一、黑体与黑体辐射
（1） 黑体
能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体，称作绝对黑体，简称黑体。
为什么要研究黑体呢？
生活中真的有黑体么？
资料
黑体
一、黑体与黑体辐射
（2） 黑体辐射
一般物体辐射
黑体辐射
只与温度有关
温度
材料种类
表面状况
基础
辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关
理想化模型
二、黑体辐射的实验规律
加热空腔
空腔内温度不断升高
小孔成为不同温度下的黑体
小孔向外的辐射即为黑体辐射
探究黑体辐射的实验规律
实验表明：
二、黑体辐射的实验规律
1. 随温度的升高，各种波长的辐射强度都有增加。
2. 温度越高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。
黑体辐射的理论解释：
二、黑体辐射的实验规律
瑞利
维恩
瑞利公式
理论同实验不符
维恩公式
普朗克的猜想：
二、黑体辐射的实验规律
振动着的带电微粒的能量是不连续的，只能是某一最小能量值的整数倍。
三、能量子
1. 能量子
当带电微粒辐射或吸收能量时，是以一个最小能量值ε 为单位一份一份地辐射或吸收的。
这个不可再分的最小能量值ε 叫做能量子。
能量子
频率
ε=hν
普朗克常量
h =6.626 10-34 J s
×
三、能量子
2. 能量的量子化
三、能量子
能量量子化：
宏观世界中能量可以是任意值，可以连续变化。
资料
资料
三、能量子
能量量子化：
微观粒子的能量只能是一个一个的特定值，即能量是量子化的，或者说是分立的，如 2 ε、3ε、4 ε……且吸收和辐射能量时，也是以最小能量值为单位一份一份地吸收和辐射的。
思考
你能举出生活中“量子化”的例子么？
资料
资料
科学漫步
普朗克抛弃了经典物理中的能量可连续变化、物体吸收和辐射能量可以是任意值的经典电磁学理论，提出了能量量子化，这不仅成功地解决了热辐射中的难题，而且开创了物理学研究领域的新局面。这标志着人们对自然规律
的认识已经从宏观领域进入微观领域，为
量子力学的诞生奠定了理论基础。
超越牛顿的
发现
资料
第三部分
知识小结
小结：
能量量子化
黑体辐射的实验规律
黑体与黑体辐射
能量子
h = 6.626x10-34 J s
热辐射
黑体辐射
ε=hν
第四部分
反馈与评价
下列说法正确的是（ ）
典例1：
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物体温度有关
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
A C D
在一杯开水中放入一支温度计，开水静置室内，可以看到开水的温度是逐渐降低的。既然从微观的角度来看开水的能量是一份一份向外辐射的，为什么它的温度不是一段一段地降低呢？
典例2：
解答：开水向外辐射的每一份能量子能量都很小（微观量），而水降低1℃释放的能量很大（宏观量）。由于温度计的精度不够，所以观察到的温度计温度不是一段一段地降低的。
资料
联立可得： N= 5×1016（个）
在“焊接”视网膜的眼科手术中，所用激光的波长为λ =6.4 X10-7m，每个激光脉冲的能量为 E =1.5 X10-2J，已知普朗克常量h =6.626 10-34 J s，求每个脉冲中的能量子数目。
典例3：
解：一个能量子的值为
能量子个数为
ε=hν=h
c
λ
N=
E
ε
第五部分
课后作业
课后作业:
1.请同学们思考：黑体一定是黑色的吗？
2.生活中很多地方杀菌都用到了紫外线，紫外线的波长范围大致是100nm-400nm，请同学们计算一下100nm和400nm紫外线辐射能量子的ε值各是多少？