内容正文:
1 能量量子化
[目标定位] 1.知道热辐射、黑体和黑体辐射的概念,知道黑体辐射的实验规律.2.知道普朗克提出的能量子假说.
一、黑体与黑体辐射
1.热辐射
(1)定义:周围的一切物体都在辐射 -,这种辐射与 -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 -不同而有所不同.
2.黑体
(1)定义:某种物体能够 入射的各种波长的电磁波而不 ,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 有关.
想一想 在火炉旁边有什么感觉?投入炉中的铁块颜色怎样变化?说明了什么问题?
二、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着波长 的方向移动.
想一想 你认为现实生活中存在理想的黑体吗?
三、能量子
1.定义:普朗克认为,带电微粒辐射或吸收能量时,只能是辐射或吸收某个最小能量值的 ,这个不可再分的最小能量值叫做能量子.
2.大小:(=hν,其中ν是 ,h是 ,数值h= (一般h取6.63×10-34 J·s).
一、对黑体辐射规律的理解
1.一般材料的物体,辐射的电磁波除与温度有关外,还与材料的种类及表面状况有关.
2.黑体是指只吸收而不反射外界射来的电磁波的物体,由于黑体只进行热辐射,所以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: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.如图17-1-1所示.
图17-1-1
例1
图17-1-2
在实验室或工厂的高温炉子上开一小孔,小孔可看作黑体,由小孔的热辐射特性,就可以确定炉内的温度.如图17-1-2所示,就是黑体的辐射强度与其辐射光波长的关系图象,则下列说法正确的是( )
A.T1>T2
B.T1<T2
C.随着温度的升高,黑体的辐射强度都有所降低
D.随着温度的升高,辐射强度的极大值向波长较短方向移动
针对训练1 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( )
二、能量子的理解和ε=hν的应用
1.物体在发射或接收能量的时候,只能从某一状态“飞跃”地过渡到另一状态,而不可能停留在不符合这些能量的任何一个中间状态.
2.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;在研究微观粒子时必须考虑能量量子化.
3.能量子的能量ε=hν,其中h是普朗克常量,ν是电磁波的频率.
例2 光是一种电磁波,可见光的波长的大致范围是400 nm~700 nm.求400 nm、700 nm电磁辐射的能量子的值各是多少?
例3 对于带电微粒的辐射和吸收能量时的特点,以下说法正确的是( )
A.以某一个最小能量值一份一份地辐射或吸收
B.辐射和吸收的能量是某一最小值的整数倍
C.吸收的能量可以是连续的
D.辐射和吸收的能量是量子化的
对黑体辐射规律的理解
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
2.下列关于黑体辐射的实验规律叙述正确的是( )
A.随着温度的升高,各种波长的辐射强度都有所增加
B.随着温度的升高,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动
C.黑体热辐射的强度与波长无关
D.黑体辐射无任何规律
3.二氧化碳能强烈吸收红外长波辐射,这种长波辐射的波长范围约是1.4×10-3~1.6×10-3m,相应的频率范围是________,相应的光子能量的范围是________,(已知普朗克常量h=6.6×10-34 J·s,真空中的光速c=3.0×108 m/s.结果取两位有效数字)
4.神光“Ⅱ”装置是我国规模最大的高功率固体激光系统,利用它可获得能量为2 400 J、波长λ=0.35 μm的紫外激光.已知普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,则该紫外激光所含光子数为多少?
(时间:60分钟)
题组一 黑体辐射的理解和应用
1.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