人教版（2019）高中物理必修第三册第十三章第5节能量量子化（共28张PPT）

(共28张PPT)
13.5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。
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。
固体在温度升高时颜色的变化
1400
K
800
K
1000
K
1200
K
⑴任何物体（气、液、固）在任何温度下，都会有热辐射。
画图像：
⑵热辐射波谱是连续谱，各种波磁长(频率)都有，但是强度不同。
⑶热辐射强度按波长(频率)的分布和温度有关，
温度?
?
波长短的电磁波的比例?
。
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。
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）
常温下我们看到的不发光物体的颜色就是反射光所致。
实际物体热辐射的复杂性
物体除了辐射电磁波外，还会吸收、反射外界射来的电磁波。
二、黑体及黑体辐射
1.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
二、黑体及黑体辐射
2、黑体辐射实验规律
发现：随温度的升高
①各种波长的辐射强度都在增加；
②辐射强度的最大值向短波方向移动
说明：
⑴黑体是个理想化的模型。黑体不一定是黑色的物体。
例：开小洞的炼钢炉，远处的窗口等可近似看作黑体。
⑵对于黑体，在相同温度下的辐射规律是相同的。
⑶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。
⑷黑体虽然不反射电磁波，但是可以向外辐射电磁波。
二、黑体及黑体辐射
1）维恩的半经验公式：短波符合；长波不符合
2）瑞利----金斯公式：长波符合；短波荒唐
----紫外灾难
三、能量子
1、普朗克能量子假说
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，
E=nε
n=1,2,…
这个不可再分的最小能量值ε叫作能量子，它的大小为：
h=6.626?10-34J·s
——普朗克常量
能量
量子
经典
爱因斯坦把能量子假设进行了推广，认为电磁场本身就是不连续的，光本身就是由一个个不可分割的________组成的，频率为ν的光的能量子为hν，h为普朗克常量。这些能量子后来被叫作________。
2.光子
能量子
光子
四、能级
1、能级:
微观世界中能量取值分立的观念也适用于原子系统，原子的能量是量子化的。这些量子化的能量叫做能级。
巴耳末系
-13.6
eV
-3.40
eV
-1.51
eV
-0.85
eV
-0.54
eV
0
n=1
n=2
n=3
n=4
n=5
n=?
由量子力学得出的氢原子能级图
巴耳末系
-13.6
eV
-3.40
eV
-1.51
eV
-0.85
eV
-0.54
eV
0
n=1
n=2
n=3
n=4
n=5
n=?
练习：
练习1：
(1)热辐射只能产生于高温物体。(　　)
(2)能吸收各种电磁波而不反射电磁波的物体叫黑体。(　　)
(3)温度越高，黑体辐射电磁波的强度越大。(　　)
(4)黑体是一种客观存在的物质。(　　)
(1)微观粒子的能量只能是能量子的整数倍。(　　)
(2)能量子的能量不是任意的，其大小与电磁波的频率成正比。(　　)
练习2：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
ACD
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
?
ACD
B
B
A
AD
ABD
A
C
B
CD