13.5 能量量子化 课件—2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理必修第三册21张PPT

第5节能量量子化
第十三章电磁感应与电磁波初步
知识点 热辐射
固体或液体，在任何温度下都在发射各种波长的电磁波，这种由于物体中的分子、原子受到激发而发射电磁波的现象称为热辐射。所辐射电磁波的特征与温度有关。
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新知探究
固体在温度升高时颜色的变化
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K
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K
知识点 热辐射
1.定义：我们周围的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。
2.特点：辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而有所不同。
1
新知探究
知识点 热辐射
3.黑体
某种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，这种物体就是黑体．
不透明的材料制成带小孔的的空腔,可近似看作黑体。
1
新知探究
名师指点
黑体辐射的实验规律
①一般材料的物体，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．
②黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的有关．随着温度的升高，一方面，各种波长的辐射强度都有增加；另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动．
名师指点
一般物体与黑体的比较
(1)热辐射不一定要高温，任何温度的物体都发出一定的热辐射，只是温度低时辐射弱，温度高时辐射强。
(2)黑体是一个理想化的物理模型，实际不存在。
(3)黑体看上去不是一定是黑的，只有当自身辐射的可见光非常微弱时看上去才是黑的；有些可看作黑体的物体由于有较强的辐射，看起来还会很明亮，例如：炼钢炉口上的小孔。一些发光的物体(如太阳、白炽灯灯丝)也被看作黑体来处理。
名师指导
知识点 热辐射
例：“非典”期间，很多地方用红外热像仪监测人的体温，只要被测者从仪器前走过，便可知道他的体温是多少，你知道其中的道理吗？
1
新知探究
答案：根据热辐射规律可知，人的体温的高低，直接决定了这个人辐射的红外线的频率和强度。通过监测被测者辐射的红外线的情况就知道这个人的体温。
知识点 能量子
ε＝hν
其中ν是电磁波的频率，h称为普朗克常量．
h＝6.626×10?34 J·s.(一般取h＝6.63×10?34J·s)
?
2
新知探究
知识点 能量子
能量的量子化
在微观世界中能量是量子化的，或者说微观粒子的能量是分立的．这种现象叫能量的量子化．
2
新知探究
由能量量子化假说可知，能量是一份一份的，而不是连续的，在宏观概念中，举一些我们周围不连续的实例。
答案：人的个数，自然数，汽车等。
名师指导
知识点 能量子
借助能量子的假说，普朗克得出了黑体辐射的强度按波长分布的公式，与实验符合得非常好。
光本身就是由一个个不可分割得能量子组成，这些能量子叫光子。
2
新知探究
既然灯向外辐射的光能是分立的，一份份的。 为何我们看不到灯的亮度发生变化？
名师指导
结论：
1、在宏观尺度内研究物体的运动时我们可以认为：物体的运动是连续的,能量变化是连续的,不必考虑量子化
2、在研究微观粒子时必需考虑能量量子化
知识点 能级
1.定义：原子的能量是量子化的，这些量子化的能量值叫能级
2.解释原子光谱：原子从高能态向低能态跃迁时放出的光子的能量，等于前后两个能级之差。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。
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新知探究
1.下列说法正确的是（ ）
A．一般物体的热辐射强度只与物体的温度有关
B．黑体只吸收电磁波，不反射电磁波，所以黑体看上去一定是黑的
C．在黑体辐射的实验规律图中，一定温度下，黑体辐射强度有一个极大值
D．在黑体辐射的实验规律图中，温度升高时，黑体辐射强度的极大值向波长增大的方向移动
课堂训练
解析：A．一般物体的热辐射强度除与温度有关之外，还与材料、表面状况等因素有关，故A错误；
B．黑体可以完全吸收电磁波而不发生反射，同时自身可以有较强的辐射，所以看上去不一定是黑的，故B错误；
C．根据黑体辐射实验规律可得，一定温度下黑体辐射强度有一个极大值，故C正确；
D．根据黑体辐射实验规律可知，黑体热辐射强度的极大值随温度的升高向波长较小的方向移动，故D错误。答案：C
课堂训练
2.某气体在????1、????2两种不同温度下的分子速率分布图象如图甲所示，纵坐标f（v）表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比，横坐标v表示分子的速率；而黑体辐射的实验规律如图乙所示，图乙中画出了????1、????2两种不同温度下黑体辐射的强度与波长的关系。下列说法正确的是（　　）
A．图甲中????1>????2
B．图乙中????1D．图乙中温度升高，辐射强度的极大值向波长较短方向移动
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课堂训练
解析：AC．由图甲可知，温度为????2的图线中速率大分子占据的比例较大，则说明其对应的平均动能较大，故????2对应的温度较高，????1＜????2；温度升高使得气体分子的平均速率增大，不一定每一个气体分子的速率都增大，故AC错误；
BD．由图乙可以看出，随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有增加，且辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，则????1>????2，故B错误，D正确。
故选D。
答案：D
?
课堂训练
3. 如图所示，A、B是颜色不同且彼此平行的两束单色光，当它们从空气射入水中时都发生折射。已知B光折射角大于A光的折射角，于是可以判定（　　）
A．A光光子能量大 B．在水中A的波长较长
C．在水中B的光速小 D．B光的频率大
课堂训练
解析：AD．B光折射角大于A光的折射角，根据折射定律，故B光的折射率较小，频率小，根据
则A光光子能量大，D错误A正确；
B．B光的折射率较小，频率小，波长较长，B错误；
C．根据
B光的折射率要小，则在水中B的光速大，C错误。
故选A。答案：A
课堂训练
谢谢