13.5 能量量子化 教学课件-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

能量量子化 人教版高中物理 必修3 新知导入 1900年，在英国皇家学会的新年庆祝会上，著名物理学家开尔文作了展望 新世纪的发言：“科学的大厦已经基本完成，后辈的物理学家只要做一些零 碎的修补工作就行了。但是，在物理学晴朗天空的远处，还有两朵令人不 安的乌云..” 朵与黑体辐 另一朵与迈克 射有关 尔逊实验有关 新知导入 事隔不到一年，到1900年底， 就从第一朵乌云中降生了量子论 到1905年，从第二朵乌云中降生了相对论。 经典物理学的大厦被彻底动摇，物理学发展到了一个更为辽阔 的领域。我们这节课就来学习一能量量子化。 新知讲解 一、热辐射 1.热辐射现象 思考讨论：把铁块投进火炉中，刚开始铁块只是发热，并不发光。随着温度 的升高，铁块会慢慢变红，开始发光。 铁块依次呈现暗红、赤红、橘红等颜色 , 直至成为黄白色。为什么会有这样的 变化呢？ 新知讲解 刚开始时，热辐射的主要成分是波长较长的电磁波，不能？引起人的视 觉。随着温度的升高， 热辐射中波长较短的成分越来越强引起人的视 觉。所以铁块从发热，再到发光，铁块的颜色也不断发生变化。 铁块从发热到发光的颜色变化 新知讲解 (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，所以叫作热辐射。 (2)热辐射的特点：所辐射电磁波的特征与温度有关。 室温时，热辐射的主要成分是波长较长的电磁波，不能引起人的视觉。当 温度升高时，热辐射中波长较短的成分越来越强。 大量实验结果表明，辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而有所 不同。 新知讲解 (3) 无论是高温物体还是低温物体，都有热辐谢，只是温度低时 辐射弱，温度高时辐射强，在一定温度下，不同物体所辐射的光 谱的成分有显著不同。 除了热辐射外，物体表面还会吸收和反射外界射来的电磁波。常 温下我们看到的不发光物体的颜色就是反射光所致。 新知讲解 2黑体 (1)定义：能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，这 种物体就叫作黑体。 黑体虽然不反射电磁波，但是却可以向外辐射电磁波。 (2)黑体辐射的特点：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。 新知讲解 (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； 辐射强度 | 另一方面，辐射强度的极大值 1700K 向波长较短的方向移动。 300 +入 2345 6 (μm) 新知讲解 一般物体的热辐射除了与物体的温度有关外，还与材料的种类、表面状 况有关，而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； 而目黑体材料在加热到同样温度时，发出的热辐射比其他物体强，因此 黑体是用来建立热辐射定律的理想辐射体。为了理论研究的需要，基尔 霍夫提出了绝对黑体的理想模型，从而促进了黑体辐射研究。在生活中 烟煤是很接近理想黑体的材料。