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

题目 13.5 能量量子化 课型 新授课 日期 2023.9 学习目标 1．了解什么是热辐射及热辐射的特性，了解黑体与黑体辐射。 2．了解黑体辐射的实验规律，了解黑体热辐射的强度与波长的关系。 3．了解能量子的概念。 4.了解能级及原子光谱。 基础知识 一、热辐射 1．热辐射 (1)定义：一切物体都在辐射 ，这种辐射与物体的 有关，所以叫作热辐射。 (2)热辐射的特点：辐射强度按 的分布情况随物体的 而有所不同。 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的物体。 (2)特点 ①黑体只向外 电磁波，不 电磁波。 ②黑体辐射电磁波的强度按 的分布只与它的 有关。 3． 热辐射的原因：物体中存在着不停运动的带电微粒，带电微粒的 会产生变化的 ，从而产生电磁 。 4． 观察右图，你能总结出几个特点？ 5．一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 二、能量子 1．能量子 (1)德国物理学家 最早提出量子假说，开创了量子理论的新时代。 (2)能量量子化 ①振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的 倍。E＝nε(n＝1,2,3，…)。 ②辐射是由一份份的能量组成的，一份能量就是一个 ，能量子的能量ε与频率ν成 比。即ε＝hν，式中h为 ，h＝6.626 070 15×10－34 J·s。 2．光子说 (1)爱因斯坦认为 本身就是不连续的。 (2)光本身就是由一个个不可分割的 组成的，频率为ν的光的能量子为 ，h为普朗克常量，这些能量子后来被叫作光子。 三、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作 。 2．能级跃迁 (1)通常情况下，原子处于能量最低的状态，这是 的。 (2)把原子从一个能级变化到另一个能级的过程叫作 。 (3)处于高能级的原子，自发地向低能级跃迁时 ，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 。 3．原子光谱：由于原子的 是分立的，所以放出的光子的 也是分立的，因此原子的 只有一些分立的亮线。 4.氢原子能级图(如图所示) 课堂拓展 1.2021年疫情期间，很多地方用红外线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，关于其中原理，下列说法正确的是( ) A．人的体温会影响周围空气温度，仪器通过测量空气温度便可知道人的体温 B．仪器发出的红外线遇人反射，反射情况与被测者的温度有关 C．被测者会辐射红外线，辐射强度以及按波长的分布情况与温度有关，温度高时辐射强且较短波长的成分强 D．被测者会辐射红外线，辐射强度以及按波长的分布情况与温度有关，温度高时辐射强且较长波长的成分强 2．(多选)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，这个带小孔的空腔就近似为一个绝对黑体 3．（多选）黑体辐射的实验规律如图所示，由图可知（ ） 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 随堂检测 4．(多选)以下宏观概念中，属于“量子化”的是( ) A．物体的带电荷量 B．物体的质量 C．物体的速度 D．学生的个数 5．已知某单色光的波长为λ，在真空中光速为c，普朗克常量为h，则电磁波辐射的能量子ε的值为( ) A．h B. C. D．以上均不正确 6．(多选)下列说法中正确的是( ) A．原子处于基态时，能量最低，此时状态最稳定 B．当原子处于激发态时，原子向外辐射能量 C．只有当原子处于基态时，原子才不向外辐射能量 D．不论原子处于何种定态，原子都不向外