第五节 能量量子化（课件）-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）

人教版 必修三 第五节 能量量子化 第十三章 电磁感应与电磁波初步 在火炉旁边有什么感觉？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？ 问题引入 一、热辐射 1.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.辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而有所不同。 3.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。 4.常温下我们看到的不发光物体的颜色就是反射光所致。 一、热辐射 5.黑体：如果某种物体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。 ①黑体虽然不反射电磁波，但是却可以向外辐射电磁波。 ②黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与它的温度有关。 用经典的电磁理论解释黑体辐射的实验规律时遇到了严重的困难。 黑体模型 紫外灾难 二、能量子 1900年底，普朗克作出了这样的大胆假设：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。例如，可能是ε或 2ε、3ε……这个不可再分的最小能量值 ε叫作能量子，它的大小为 式中，ν是电磁波的频率，h 是一个常量，后人称之为普朗克常量，其值为 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。 二、能量子 1.一个宏观的单摆，小球在摆动的过程中，受到摩擦阻力的作用，能量不断减小，能量的变化是连续的。 2.普朗克的假设则认为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。 二、能量子 年轻的爱因斯坦认识到了普朗克能量子假设的意义，他把能量子假设进行了推广 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 氦原子光谱 三、能级 1.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.原子处于能量最低的状态，这是最稳定的。 3.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。因此原子的发射光谱只有一些分立的亮线。 四、课堂练习 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？ 【答案】不对【详解】黑体可以完全吸收入射的电磁波而不发生反射，同时自身可以有较强的辐射，即黑体同时辐射和吸收电磁波．黑体达到高温时所辐射的电磁波中强度较大的是可见光和紫外线，此时黑体是明亮的．黑体可以是发光的物体，本身可以有较强的辐射，看上去并不一定是黑色的，也可能看上去很明亮，例如炼钢炉上的小孔。 四、课堂练习 2．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 C 四、课堂练习 3．对应于7.4×10-19J的能量子，其电磁辐射的频率和波长各是多少？（普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，真空中的光速c=3.00×108 m/s） 五、课堂小结 1、热辐射：与物体的温度有关辐射，所以叫作热辐射 2、能量子：不可再分的最小能量值 普朗克常量 光量子：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 3、能级：原子能量的量子化能量值 $$