人教版（2019）高中物理必修3-13.5 能量量子化-课件(共16张PPT)

(共16张PPT)
能量量子化
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
例如：铁块 温度 从看不出发光到暗红到橘红到黄白色。
一个20瓦的白炽灯和一个200瓦的白炽灯
昏黄色
接近白色
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。
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。
一、热辐射
不透明体
外来各种波长的辐射能
反射某些波长的辐射能
吸收某些波长的辐射能
（随物而异）
发射各种波长的热辐射能
（随物而异）
T
T
一
处
于
某
温
度
（随物而异）
热辐射的辐射强度与温度、物体种类及其表面情况有关，太复杂了！
怎么去研究热辐射的客观规律呢？
实际物体热辐射的复杂性
一、热辐射
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。
不透明材料
制成的带小孔的空腔
空腔上的小孔
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。
一、热辐射
黑体辐射的实验规律
热电偶
加热器
观测口
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，
它们的能量是某一最小能量的整数倍：
普朗克能量子假说
能量
量子
经典
2.叫能量子，简称量子，为量子数，它只取正整数 ——能量量子化；
3.谐振子只能一份一份按不连续方式辐射或吸收能量；
4.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
二、能量子
普朗克
能量量子化 ─ 物理学的新纪元
牛顿以来物理学最伟大的发现之一
跨出了真正说明物质世界量子性的第一步
二、能量子
普朗克
能量量子化 ─ 物理学的新纪元
牛顿以来物理学最伟大的发现之一
Planck 抛弃了经典物理中的能量可连续变化、物体辐射或吸收的能量可以为任意值的旧观点，提出了能量子、物体辐射或吸收能量只能一份一份地按不连续的方式进行的新观点。这不仅成功地解决了热辐射中的难题，而且开创物理学研究新局面，标志着人类对自然规律的认识已经从从宏观领域进入微观领域，为量子力学的诞生奠定了基础。1918年他荣获诺贝尔物理学奖。
死后他的墓碑上只刻着他的姓名和
h = 6.626 10 ─34 J·s
三、能级
原子的能量是量子化的。这些量子化的能量值叫做能级。
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
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