13.5能量量子化 (共26张PPT) 高二物理同步精品课堂（人教版2019必修第三册）

(共26张PPT)
仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而
第十三章 电磁感应与电磁波初步
人教版(2019)必修 第三册
§5 能量量子化
目录
能量子
热辐射
1
2
能级
3
1900年，在英国皇家学会的新年庆祝会上，物理学家开尔文勋爵作了展望新世纪的发言:
但开尔文毕竟是一位重视现实和有眼力的科学家，就在上面提到的文章中他还讲到：
“但是，在物理学晴朗天空的远处，还有两朵令人不安的乌云，……”
科学的大厦已经基本完成，后辈的物理学家只要做一些零碎的修补工作就行了
背景材料：
这两朵乌云是指什么呢？
后来的事实证明，正是这两朵乌云发展成为一场革命的风暴，乌云落地化为一场春雨，浇灌着两朵鲜花。
黑体辐射实验
迈克尔逊-莫雷实验
普朗克量子力学的诞生
相对论问世
这两朵乌云到底是什么回事呢？
量 子 力 学
相 对 论
微 观 领 域
高 速 领 域
经 典力 学
仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而
新课引入
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？
思考与讨论：
仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而
第一部分 热辐射
1. 概念：一切物体都在辐射电磁波,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
例如：铁块 温度 从看不出发光到暗红到橙色到黄白色。
一、热辐射
一座建设中的楼房还没安装窗子，尽管室内已经粉刷，如果从远处看窗内，你会发现什么？为什么？
向远处观察打开的窗子近似黑色
2.黑体：如果某种物体能够完全吸收入射各种波长的电磁波而不发生反射，这物体称为黑体。
3.黑体辐射：对于一般材料的物体，辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关，而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。
4.特点：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。
0 1 2 3 4
1700K
1500K
1300K
1100K
辐射强度
随着温度的升高：
各种波长的辐射强度都有增加；
辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。
黑体辐射的实验规律
仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而
第二部分 能量子
1.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、 3 ε……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。
二、能量子
是电磁波的频率，h是一个常量，后人称之为普朗克常量，其值为
结论：宏观物体的能量是连续的；微观粒子的能量是量子化的。
M.Planck 德国人 1858－1947
2.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。
爱因斯坦
仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而
第三部分 能级
三、能级
1.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。
2.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。
仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而
课堂练习
1．关于热辐射，下列说法不正确的是（　　）
A．物体在室温下辐射的主要成分是波长较短的电磁波
B．随着温度的升高，热辐射中波长较短的成分越来越多
C．给一块铁块加热，铁块依次呈现暗红、赤红、橘红等颜色
D．辐射强度按波长的分布情况随物体温度的变化而有所不同，这是热辐射的一种特性
A
【答案】A【详解】A．物体在室温下辐射的主要成分是波长较长的电磁波，以不可见的红外线为主，故A错误；B．随着温度的升高，热辐射中波长较短的成分越来越多，故B正确；C．给一块铁块加热，随着温度的升高，热辐射中波长较短的成分越来越多，铁块依次呈现暗红、赤红、橘红等颜色，故C正确；D．辐射强度按波长的分布情况随物体温度的变化而有所不同，这是热辐射的一种特性，故D正确。本题选错误的，故选A。
A
3．下列说法正确的是（　　）
A．英国物理学家麦克斯韦预言并证实了电磁波的存在
B．电磁波只能在真空中传播，且传播速度大小为3×108m/s
C．德国物理学家普朗克提出了能量子的假说，并借此得出了黑体辐射的强度按波长分布的公式
D．根据能量子假说，自然界中最小的能量值，且能量只能是此值的整数倍
CD
【答案】CD【详解】A．英国物理学家麦克斯韦预言了电磁波的存在，德国物理学家赫兹用实验证实了电磁波的存在，故A错误；B．电磁波能在真空中传播，且传播速度大小为3×108m/s，故B错误；C．普朗克引入能量子的概念，得出黑体辐射的强度按波长分布的公式，与实验符合得非常好，并由此开创了物理学的新纪元，故C正确；D．普朗克曾经大胆假设：振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值 的整数倍，这个不可再分的最小能量值 叫做能量子，故D正确；故选CD。
4．关于对普朗克能量子假说的认识，下列说法正确的是（　　）
A．振动着的带电微粒的能量只能是某一能量值ε
B．带电微粒辐射或吸收的能量只能是某一最小能量值的整数倍
C．能量子与电磁波的频率成正比
D．这一假说与现实世界相矛盾，因而是错误的
BC