【同课异构教学课件】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）

第十七章 波粒二象性 1 能量量子化 情景导入 在莎士比亚的喜剧《威尼斯商人》中,高利贷者夏洛克对什么东西都贪得无厌,人们说他是个“黑心”的人。夏洛克贪的是金钱,“黑体”贪的是电磁波。那么到底什么是黑体?黑体辐射有什么特点? 一、黑体与黑体辐射 1.热辐射：我们周围的一切物体都在辐射_____波.这种辐射与物体的_____有关,所以叫作___辐射. 2.黑体：某种物体能够_____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__________,简称_____. 知识梳理 电磁 温度 热 完全 绝对黑体 黑体 二、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_____有关外,还与材料的______及__________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,如图所示. 温度 种类 表面状况 温度 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______.（2）随着温度的升高,辐射强度的极大值向波长______的方向移动. 增加 较短 黑体辐射的实验规律 三、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________,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__________地辐射或吸收的,这个不可再分的最小能量值ε叫作能量子. 2.能量子大小：ε=hν,其中ν是电磁波的频率，h称为____________.h=6.626×10-34 J·s (一般取h=6.63×10-34 J·s) 整数倍 一份一份 普朗克常量 3.能量的量子化 在微观世界中能量是________的,或者说微观粒子的能量是_____的. 量子化 分立 下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中,符合黑体辐射实验规律的是（ ） 练一练 解析：黑体辐射规律: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.据此规律可知A图正确. 答案：A 探究一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? 探究一：对黑体和黑体辐射的理解  提示：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.因此通过监测被测者辐射的红外线的情况就可以知道这个人的体温. (1)对黑体的理解：绝对的黑体实际上是不存在的,但可以用某装置近似地代替.如图所示,如果在一个空腔壁上开一个小孔,那么射入小孔的电 磁波在空腔内表面会发生多次反射 和吸收,最终不能从空腔射出，这个 小孔就成了一个绝对黑体. (2)对黑体辐射的理解：任何物体都具有不断辐射、吸收、反射电磁波的本领.辐射出去的电磁波在各个波段是不同的,也就是具有一定的谱分布.这种谱分布与物体本身的特性及其温度有关,因而被称为热辐射. (3)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有关,与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 (4)对热辐射的理解 ①在任何温度下,任何物体都会发射电磁波,并且其辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而有所不同,这是热辐射的一种特性. 在室温下,大多数物体辐射的是不能引起视觉的波长较长的电磁波——红外光;但当物体被加热到500 ℃左右时,开始发出暗红色的可见光。随着温度的不断上升,辉光逐渐亮起来,而且热辐射中较短波长的成分越来越多,即能引起视觉的电磁波越来越多,大约在1 500 ℃时变成明亮的白炽光. 这说明同一物体在一定温度下所辐射的能量在不同光谱区域的分布是不均匀的,而且温度越高光谱中与能量最大的辐射相对应的频率也越高. ②在一定温度下,不同物体所辐射的光谱成分有显著的不同。例如,将钢加热到约800 ℃时,就可观察到明亮的红色光,但在同一温度下,熔化的水晶却不辐射可见光. 例题1.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黑体的温度有关外,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黑体的温度有关,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 解析：由于黑体自身辐射电磁波,所以看上去不一定是黑的,所以选项A错误;由于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,所以选项B错误,选项C正确;小孔只吸收电磁波,不反射电磁波,因此是小孔成了一个黑体,