13.5 能量量子化 课件 -2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

第十三章 电磁感应与电磁波初步 第5节 能量量子化 能量量子化 S03 | Y:\1.【九科星资源备份】\2026届\高中\人教版\必修3\课件\第十三章 电磁感应与电磁波初步\13.5 能量量子化（19页）.pptx | 源页/题[1] 视频 观察：铁块从发热到发光，颜色怎样变化？ 为什么温度变化会伴随颜色变化？ 新知导入 铁块加热后为何变色 S01 | Y:\1.【九科星资源备份】\2027届\高中\人教版\必修三\素材\13.5 能量量子化（教学课件）-高中物理人教版（2019）必修第三册(共33张PPT).pptx | 源页/题[6] 1. 通过加热现象与辐射图像，说明热辐射、黑体及温度的影响。 2. 结合实验与理论的矛盾，说明能量子假设，区分连续与分立。 3. 运用光子能量关系完成计算，区分单个光子能量与光的总能量。 4. 利用分立能级解释原子发射光谱的亮线，认识量子观念的意义。 学习目标 学习目标 S01 | Y:\1.【九科星资源备份】\2027届\高中\人教版\必修三\素材\13.5 能量量子化（教学课件）-高中物理人教版（2019）必修第三册(共33张PPT).pptx | 源页/题[4] 一、热辐射与黑体 1. 从生活现象认识热辐射 没有接触火焰，为什么仍能感觉到热？ 不发可见光的物体，也向外辐射吗？ 答案：一切物体都在辐射电磁波。 这种辐射与物体温度有关，叫作热辐射。 新知探究 看不见的辐射 S01 | Y:\1.【九科星资源备份】\2027届\高中\人教版\必修三\素材\13.5 能量量子化（教学课件）-高中物理人教版（2019）必修第三册(共33张PPT).pptx | 源页/题[8, 10] 一、热辐射与黑体 2. 温度与辐射的变化 观察不同温度下铁块的颜色。温度升高时，辐射中哪些成分增强？ 温度升高，热辐射中波长较短的成分越来越强，铁块由暗红逐渐变为黄白。 新知探究 发热与发光的联系 S04 | Y:\1.【九科星资源备份】\2026届\高中\人教版\必修3\课件\第十三章 电磁感应与电磁波初步\13.5 能量量子化（21页）.pptx | 源页/题[5] 一、热辐射与黑体 3. 区分辐射、吸收和反射 常温下，不发光物体为什么仍能被看见？ 物体表面与外界电磁波有哪些相互作用？ 常温下看到的不发光物体的颜色主要来自反射光。物体还会吸收外界电磁波。 新知探究 看到的颜色从哪里来 S04 | Y:\1.【九科星资源备份】\2026届\高中\人教版\必修3\课件\第十三章 电磁感应与电磁波初步\13.5 能量量子化（21页）.pptx | 源页/题[6] 一、热辐射与黑体 4. 建立黑体模型 观察开有小孔的空腔。入射光在腔内多次反射、吸收后，很少从小孔返回。 小孔可近似看作黑体。黑体能完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射。 新知探究 把吸收性质理想化 S03 | Y:\1.【九科星资源备份】\2026届\高中\人教版\必修3\课件\第十三章 电磁感应与电磁波初步\13.5 能量量子化（19页）.pptx | 源页/题[5, 6] 区分小孔与整个空腔；不把外观黑色直接作为黑体定义，不采用源页中的“雪”例子。 一、热辐射与黑体 5. 观察黑体辐射的实验规律 0 1 2 3 4 1700K 1500K 1300K 1100K 辐射强度 横轴表示波长，纵轴表示辐射强度。 比较各温度的曲线：同一波长处强度如何变？峰值向哪侧移动？ 答案：温度越高，各波长处强度越大； 峰值向短波方向移动。分布只与黑体温度有关。 新知探究 用曲线找温度的影响 S03 | Y:\1.【九科星资源备份】\2026届\高中\人教版\必修3\课件\第十三章 电磁感应与电磁波初步\13.5 能量量子化（19页）.pptx | 源页/题[7] 保留源课件原生可编辑曲线组；图中波长刻度为原图标度，不虚构测量记录。黑体不反射，但仍能辐射。 二、能量子与光子 1. 让理论接受实验检验 实验 瑞利线 维恩线 将实验曲线与维恩、瑞利理论曲线比较。 它们能否在全部波长范围与实验吻合？ 维恩理论在短波区较接近实验；瑞利理论在长波区较接近实验，短波区严重偏离。 新知探究 经典理论遇到什么困难 S03 | Y:\1.【九科星资源备份】\2026届\高中\人教版\必修3\课件\第十三章 电磁感应与电磁波初步\13.5 能量量子化（19页）.pptx | 源页/题[8] 只作图像和科学史定性分析，不要求记忆两种辐射公式；曲线全部调用原组对象。 二、能量子与光子 2. 改变能量连续的观念 1900年底，普朗克为解释黑体辐射规律提出假设：振动着的带电微粒的能量只能取某一最小能量值的整数倍。 答案：能量的发射和吸收一份一份地进行， 而不是任意连续变化；最小的一份叫作能量子。 新知探究 普朗克提出大胆假设 S04 | Y:\1.【九科星资源备份】\2026届\高中\人教版\必修3\课件\第十三章 电磁感应与电磁波初步\13.5 能量量子化（21页）.pptx | 源页/题[10, 11] S03 | Y:\1.【九科星资源备份】\2026届\高中\人教版\必修3\课件\第十三章 电磁感应与电磁波初步\13.5 能量量子化（19页）.pptx | 源页/题[9] 二、能量子与光子 3. 能量子与频率的关系 对于频率为ν的电磁辐射： ε为能量子，单位J；ν为频率，单位Hz。 h为普朗克常量： 频率越高，一份能量越大；不同频率对应不同的能量子。 新知探究 一份能量有多大 S03 | Y:\1.【九科星资源备份】\2026届\高中\人教版\必修3\课件\第十三章 电磁感应与电磁波初步\13.5 能量量子化（19页）.pptx | 源页/题[9] 常量显示采用3位有效数字；教材精确值为6.62607015×10^-34 J·s。针对给定频率讨论整数倍，不推广成任意微观系统等间隔。 二、能量子与光子 4. 比较连续与分立 宏观单摆受阻力作用，摆动逐渐减弱。 它的能量变化与普朗克的假设有何不同？ 宏观单摆的能量变化可看成连续的； 普朗克假设中的能量取值是分立的。 新知探究 宏观与微观怎样不同 S04 | Y:\1.【九科星资源备份】\2026届\高中\人教版\必修3\课件\第十三章 电磁感应与电磁波初步\13.5 能量量子化（21页）.pptx | 源页/题[12] 二、能量子与光子 5. 爱因斯坦推广量子观念 爱因斯坦将能量子假设推广到光本身： 光由一个个不可分割的能量子组成，称为光子。 频率为ν的一个光子，其能量为。 这里说的是单个光子，不是整束光的总能量。 新知探究 从能量子到光子 S02 | Y:\1.【九科星资源备份】\2027届\高中\人教版\必修三\素材\13.5 能量量子化 课件(共23张PPT) 2025-2026学年高中物理人教版必修第三册\13.5 能量量子化.pptx | 源页/题[14] 二、能量子与光子 6. 联系已学的波速关系 已知光的真空波长λ，怎样求频率和单个光子的能量？ 真空中，波长越短，单个光子的能量越大。 计算时须先统一单位。 新知探究 用波长求光子能量 S02 | Y:\1.【九科星资源备份】\2027届\高中\人教版\必修三\素材\13.5 能量量子化 课件(共23张PPT) 2025-2026学年高中物理人教版必修第三册\13.5 能量量子化.pptx | 源页/题[17, 22] 二、能量子与光子 7. 从输出功率求光子数 氦氖激光器发射波长为632.8 nm的单色光。 （1）这种光的一个光子的能量是多少？ （2）若发光功率为18 mW，每秒发射多少个光子？ 取，。 先求一个光子能量，再用1 s发光总能量除以它。计算过程见下一页。 新知探究 教材例题：激光与光子 S02 | Y:\1.【九科星资源备份】\2027届\高中\人教版\必修三\素材\13.5 能量量子化 课件(共23张PPT) 2025-2026学年高中物理人教版必修第三册\13.5 能量量子化.pptx | 源页/题[22] 完整调用教材印刷127页练习2；S02第22页同题。数值核对教师用书167页。 二、能量子与光子 8. 区分一个光子与全部光子 （1）一个光子的能量： （2）1 s内的发光总能量： 个。 新知探究 教材例题：规范计算 S02 | Y:\1.【九科星资源备份】\2027届\高中\人教版\必修三\素材\13.5 能量量子化 课件(共23张PPT) 2025-2026学年高中物理人教版必修第三册\13.5 能量量子化.pptx | 源页/题[22] 不把功率直接作为能量；教材教参同题规范解法，非自行编造例题。 三、能级与原子光谱 1. 由分立亮线提出问题 观察氢原子发射光谱。 它是连续的彩色带，还是一些分立的亮线？ 答案：只有一些分立的亮线。 原子释放的光为什么只有特定的频率？ 新知探究 先观察原子的发射光谱 S01 | Y:\1.【九科星资源备份】\2027届\高中\人教版\必修三\素材\13.5 能量量子化（教学课件）-高中物理人教版（2019）必修第三册(共33张PPT).pptx | 源页/题[22] 此页第二句是通向下一页的核心问题；下一页与跃迁页共同给出原因，不在此提前给定义。 三、能级与原子光谱 2. 从分立能量认识能级 E4 E3 E2 E1 定态 原子的能量是量子化的，这些分立的能量值叫作能级。 通常情况下，原子处于能量最低、最稳定的状态。 答案：原子不能在各个能级之间任意取值。 用原图示意分立状态，不把所有能级画成等间隔。 新知探究 原子能量只能怎样取值 S04 | Y:\1.【九科星资源备份】\2026届\高中\人教版\必修3\课件\第十三章 电磁感应与电磁波初步\13.5 能量量子化（21页）.pptx | 源页/题[14, 15] S03 | Y:\1.【九科星资源备份】\2026届\高中\人教版\必修3\课件\第十三章 电磁感应与电磁波初步\13.5 能量量子化（19页）.pptx | 源页/题[13] 调用原生能级组；E1—E4改成可编辑真实下标。删除源课件中超本节的氢原子能量数值及轨道公式。 三、能级与原子光谱 3. 跃迁与发光 跃迁 E4 E3 E2 E1 原子从高能态向低能态跃迁时放出光子。 光子的能量等于前后两个能级之差。 答案：能级分立 → 能量差分立 → 光子频率分立， 所以发射光谱只有一些分立的亮线。 新知探究 用能级解释分立亮线 S01 | Y:\1.【九科星资源备份】\2027届\高中\人教版\必修三\素材\13.5 能量量子化（教学课件）-高中物理人教版（2019）必修第三册(共33张PPT).pptx | 源页/题[22] S03 | Y:\1.【九科星资源备份】\2026届\高中\人教版\必修3\课件\第十三章 电磁感应与电磁波初步\13.5 能量量子化（19页）.pptx | 源页/题[13] 三、能级与原子光谱 4. 从认识微观到技术应用 20世纪20年代，量子力学建立，能很好地描述微观粒子的运动规律。 核能利用、计算机和智能手机制造、激光技术等离不开量子力学。 新知探究 量子观念走进现代技术 S04 | Y:\1.【九科星资源备份】\2026届\高中\人教版\必修3\课件\第十三章 电磁感应与电磁波初步\13.5 能量量子化（21页）.pptx | 源页/题[17] S03 | Y:\1.【九科星资源备份】\2026届\高中\人教版\必修3\课件\第十三章 电磁感应与电磁波初步\13.5 能量量子化（19页）.pptx | 源页/题[15] 1.（多选）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 答案：ACD 随堂练习 课堂练习 S02 | Y:\1.【九科星资源备份】\2027届\高中\人教版\必修三\素材\13.5 能量量子化 课件(共23张PPT) 2025-2026学年高中物理人教版必修第三册\13.5 能量量子化.pptx | 源页/题[15] 2.下列四组图中，符合黑体辐射实验规律的是（ ） A. B. C. D. 答案：A 随堂练习 课堂练习 S01 | Y:\1.【九科星资源备份】\2027届\高中\人教版\必修三\素材\13.5 能量量子化（教学课件）-高中物理人教版（2019）必修第三册(共33张PPT).pptx | 源页/题[29] 3.（多选）关于普朗克能量子假说，下列说法正确的是（ ） A.振动着的带电微粒的能量只能是某一能量值ε B.带电微粒辐射或吸收的能量只能是某一最小能量值的整数倍 C.能量子与电磁波的频率成正比 D.能量子假说与现实世界相矛盾，因而是错误的 答案：BC 随堂练习 课堂练习 S03 | Y:\1.【九科星资源备份】\2026届\高中\人教版\必修3\课件\第十三章 电磁感应与电磁波初步\13.5 能量量子化（19页）.pptx | 源页/题[19] 4.氦氖激光器发出波长为633 nm的激光。 输出功率为1 mW时，每秒发出的光子数为（ ） A. B. C. D. 答案：B 随堂练习 课堂练习 S02 | Y:\1.【九科星资源备份】\2027届\高中\人教版\必修三\素材\13.5 能量量子化 课件(共23张PPT) 2025-2026学年高中物理人教版必修第三册\13.5 能量量子化.pptx | 源页/题[17] 5.氢原子从某激发态跃迁到基态，则该氢原子（ ） A.放出光子，能量增加 B.放出光子，能量减少 C.吸收光子，能量增加 D.吸收光子，能量减少 答案：B 随堂练习 课堂练习 W01 | Y:\1.【九科星资源备份】\2027届\高中\人教版\必修三\素材\作业素材\[26052051]13.5 能量量子化 课时练（含答案） 2026-2027学年 高中物理 必修 第三册\13.5 能量量子化.docx | 源页/题[5] 1.热辐射与黑体 物体辐射与温度有关；黑体完全吸收入射电磁波，辐射分布只与温度有关。 2.能量子与光子 能量分立；。普朗克提出能量子，爱因斯坦推广到光子。 3.能级 原子能量分立；高能态向低能态跃迁放出光子。 课堂小结 热辐射—能量子—能级 S03 | Y:\1.【九科星资源备份】\2026届\高中\人教版\必修3\课件\第十三章 电磁感应与电磁波初步\13.5 能量量子化（19页）.pptx | 源页/题[16] 采用S03第16页原有三分支小结内容，补入该源11、14页已学联系；文字、公式保持可编辑，不自绘思维导图。 $