【配套word版文档】第17章 波粒二象性-【步步高】2019版学案导学与随堂笔记物理（人教版选修3-5）

1　能量量子化 [学习目标]　1.了解热辐射和黑体辐射的概念，了解黑体辐射的实验规律.2.了解能量子的概念及其提出的科学过程.3.了解宏观物体和微观粒子的能量变化特点． 一、黑体与黑体辐射 1．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，所以叫热辐射． (2)特点：热辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而有所不同． 2．黑体 (1)定义：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，这种物体就是绝对黑体，简称黑体． (2)黑体辐射特点：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． 3．黑体辐射的实验规律 (1)随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加． (2)随着温度的升高，辐射强度的极大值向着波长较短的方向移动． 二、能量子 1．定义：普朗克认为，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，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，这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子． 2．能量子大小：ε＝hν，其中ν是电磁波的频率，h称为普朗克常量．h＝6.626×10－34J·s(一般取h＝6.63×10－34 J·s)． 3．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． [即学即用] 1．判断下列说法的正误． (1)黑体一定是黑色的物体．(　×　) (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．(　×　) (5)微观粒子的能量只能是能量子的整数倍．(　√　) (6)能量子的能量不是任意的，其大小与电磁波的频率成正比．(　√　) 2．人眼对绿光较为敏感，正常人的眼睛接收到波长为530 nm的绿光时，只要每秒钟有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉．普朗克常量为6.63×10－34 J·s，光速为3×108 m/s，则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率约是(　　) A．2.3×10－18 W B．3.8×10－19 W C．7.0×10－10 W D．1.2×10－18 W 答案　A[来源:Zxxk.Com] 解析　因只要每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉．所以察觉到绿光所接收的最小功率P＝，式中E＝6ε，又ε＝hν＝h， 可解得P＝ W≈2.3×10－18 W. 一、黑体辐射的规律 [导学探究] 1．什么是黑体辐射？它与热辐射有什么不同？[来源:学。科。网] 答案　能够完全吸收各种波长的电磁波而不发生反射的物体，叫做黑体． 黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，而热辐射还与其他因素有关(材料的种类和表面状况)． 2．黑体辐射电磁波的强度按波长分布如图1所示，当温度从1 300 K升高到1 700 K时，各种波长的电磁波的辐射强度怎么变？辐射强度极大值对应的波长如何变化？ 图1 答案　变强．辐射强度极大值向波长较短的方向移动，即变短． [知识深化] 1．一般物体与黑体的比较 热辐射特点 吸收、反射特点 一般 物体 辐射电磁波的情况与温度、材料的种类及表面状况有关 既吸收又反射，其能力与材料的种类及入射波长等因素有关 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 完全吸收各种入射电磁波，不反射 2.随着温度的升高，黑体辐射的各种波长的辐射强度都增加，且辐射强度的极大值向波长较短的方向移动． 3．现实生活中不存在理想的黑体，实际的物体都能辐射红外线(电磁波)，也都能吸收和反射红外线(电磁波)，绝对黑体不存在，是理想化的模型． 例1　(多选)黑体辐射的实验规律如图2所示，由图可知(　　) 图2 A．随温度升高，各种波长的辐射强度都增加 B．随温度降低，各种波长的辐射强度都增加 C．随温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动 D．随温度降低，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动 答案　ACD 解析　由题图可知，随温度升高，各种波长的辐射强度都增加，且辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，当温度降低时，上述变化都将反过来． 针对训练1　关于对黑体的认识，下列说法正确的是(　　) A．黑体不仅能吸收电磁波，也能反射电磁波 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 答案　C 二、能量子 [导学探究]　某激光器能发射波长为λ的激光，那么激光能量子的能量可以取任意值吗？是连续的还是一份一份的？设普朗克常量为h，那么每个激光