第五节 能量量子化（练习）（附教材课后题）-2023-2024学年高二物理同步精品课件及习题精练（含教材习题）（人教版2019必修第三册）

第十三章 第五节 能量量子化 考点一：对热辐射的理解 【技巧与方法】 1．热辐射 (1)理解：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：物体在室温时，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。即辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而有所不同。 2．物体表面对外界射来的电磁波的吸收和反射 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。 3．黑体 (1)理解：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就叫作黑体。 (2)黑体辐射的特点：辐射电磁波的强度按波长的分布只与它的温度有关。 【例1】关于对热辐射的认识，下列说法中正确的是（    ） A．温度高的物体向外辐射电磁波，温度低的物体只吸收不辐射的电磁波 B．爱因斯坦为解释黑体辐射的规律，提出了“能量子” C．黑体辐射电磁波辐射强度按波长的分布情况只与温度有关 D．常温下我们看到物体是因为物体在不断辐射电磁波 【针对训练1】黑体就是绝对不发光的物体，看上去一定是黑色的，这句话对吗？ 考点二：能量子与能级 【技巧与方法】 1．普朗克的能量子理论 (1)普朗克的假设 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，这个不可再分的最小能量值ε叫作能量子。 (2)能量子公式 ε＝hν，其中ν是电磁波的频率，h称为普朗克常量，h＝6.63×10－34 J·s。 (3)能量的量子化 微观粒子的能量是量子化的，或者说微观粒子的能量是不连续(分立)的。 (4)借助于能量子的假说，普朗克得出了黑体辐射的强度按波长分布的公式，与实验符合得非常好。 (5)在宏观尺度内研究物体的能量与研究微观粒子的能量的不同 在宏观尺度内研究物体的能量时，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；在研究微观粒子的能量时，必须考虑能量量子化。 2．光子 爱因斯坦把能量子假设进行了推广，认为电磁场本身就是不连续的。也就是说，光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为ν的光的能量子为hν，h为普朗克常量。这些能量子后来被叫作光子。 3．能级 (1)定义：微观世界中能量取分立值的观念也适用于原子系统，原子的能量是量子化的。这些量子化的能量值叫作能级。 (2)理解：通常情况下，原子处于能量最低的状态，这是最稳定的。原子受到高速运动的电子的撞击，有可能跃迁到较高的能量状态。这些状态的原子是不稳定的，会自发地向能量较低的能级跃迁，放出光子。 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差。由于原子的能级是分立的，所以放出的光子的能量也是分立的，因此原子的发射光谱只有一些分立的亮线。 4．量子力学的建立 19世纪末和20世纪初，物理学研究深入到微观世界，发现了电子、质子、中子等微观粒子，而且发现它们的运动规律在很多情况下不能用经典力学来说明。20世纪20年代，量子力学建立了，它能够很好地描述微观粒子运动的规律，并在现代科学技术中发挥了重要作用。 【例2】氢原子的核外电子从距核较近的轨道跃迁到距核较远的轨道的过程中( ) A．原子要吸收光子,电子的动能增大,原子的电势能增大 B．原子要放出光子,电子的动能减小,原子的电势能减小 C．原子要吸收光子,电子的动能增大,原子的电势能减小 D．原子要吸收光子,电子的动能减小,原子的电势能增大 【针对训练2】某装置是高功率固体激光系统，利用它可获得能量为2400J、波长λ为0.35μm的紫外激光，已知普朗克常量，光速，则该紫外激光所含光子数为多少个？（结果保留2位有效数字） 考点达标 一、单选题 1．光子的发射和吸收过程是（　　） A．原子从基态跃迁到激发态要放出光子，放出光子的能量等于原子在始、末两个能级的能量差 B．原子不能从低能级向高能级跃迁 C．原子吸收光子后从低能级跃迁到高能级，放出光子后从较高能级跃迁到较低能级 D．原子无论是吸收光子还是放出光子，吸收的光子或放出的光子的能量可大于始、末两个能级的能量差值 2．下列说法正确的是（　　） A．核反应前后质量并不守恒 B．爱因斯坦在研究光电效应现象时提出了能量子假说 C．用一束绿光照射某金属，能产生光电效应，现把这束绿光的强度减为原来的一半，则没有光电子飞出 D．在光电效应现象中，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比 3．在人类探索自然规律的过程中，下列物理事实不正确的是（　　） A．美国科学家富兰克林命名了正电荷和负电荷 B．法国物理学家安培提出了安培分子电流假说，揭示了磁现象的电本质 C．法拉第最早发现了电磁感应现象，并指出闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比 D．