第4章 第1节 量子概念的诞生（课件）-2018年物理同步优化指导（教科版选修3-5）

第四章　波粒二象性 第一节　量子概念的诞生 反馈·课堂达标 物理 选修3-5(配教科版) 预习·自主学习 探究·课堂互动 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． 反馈·课堂达标 物理 选修3-5(配教科版) 预习·自主学习 探究·课堂互动 反馈·课堂达标 物理 选修3-5(配教科版) 预习·自主学习 探究·课堂互动 一、黑体与黑体辐射 1．黑体：是指能够________吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体． 2．热辐射：我们周围的一切物体都在辐射________，这种辐射与物体的________有关． 完全 电磁波 温度 反馈·课堂达标 物理 选修3-5(配教科版) 预习·自主学习 探究·课堂互动 3．黑体辐射的实验规律 (1)一般材料的物体，辐射电磁波的情况除与________有关外，还与材料的种类及表面状况有关． (2)黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的______有关，如图所示． 黑体辐射的实验规律 温度 温度 ①随着温度的升高，各种波长的辐射强度都________； ②随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长________的方向移动． 增加 较短 反馈·课堂达标 物理 选修3-5(配教科版) 预习·自主学习 探究·课堂互动 二、能量子 1．定义：普朗克认为，带电微粒辐射或者吸收能量时，只能辐射或吸收某个最小能量值的___________，即：能量的辐射或者吸收只能是____________的．这个不可再分的最小能量值ε叫做___________. 2．能量子大小：ε＝hν，其中ν是电磁波的频率，h称为_______________.h＝6.626×10－34J·s(一般取h＝6.63×10－34J·s)． 整数倍 一份一份 能量子 普朗克常量 反馈·课堂达标 物理 选修3-5(配教科版) 预习·自主学习 探究·课堂互动 3．能量的量子化 在微观世界中能量是________的，或者说微观粒子的能量是________的，这种现象叫能量的量子化． 4．思考 (1)铁块是一般的物体，一般物体与黑体的热辐射特点有何不同？ 提示：一般物体辐射电磁波的情况与温度、材料的种类及表面状况有关；而黑体辐射电磁波的强度按波长(或频率)的分布只与黑体的温度有关． 量子化 分立 反馈·课堂达标 物理 选修3-5(配教科版) 预习·自主学习 探究·课堂互动 (2)从现实中发现一般物体能吸收和反射电磁波，一般物体与黑体的吸收及反射电磁波情况有何区别？ 提示：一般物体既吸收又反射，其能力与材料的种类及入射波长等因素有关；黑体只完全吸收各种入射电磁波，不反射电磁波。 (3)电磁波的本质是一种能量，由以上问题进一步思考，能量是不是连续的？ 提示：能量是不连续的，而是一份一份的． 反馈·课堂达标 物理 选修3-5(配教科版) 预习·自主学习 探究·课堂互动 反馈·课堂达标 物理 选修3-5(配教科版) 预习·自主学习 探究·课堂互动 某广播电台的发射功率为10 kW，在空中发射波长为187.5 m的电磁波，试求： (1)该电台每秒钟从天线发射多少个电磁波能量子？ (2)若发射的能量子向四面八方视为均匀的，求在离天线2.5 km处，直径为2 m的环状天线每秒接收的光子个数以及接收功率． [思路点拨] 明确电磁波的传播和接收不是连续的，而是一份一份发送和接收的，而每一份能量子的能量ε＝hν；其次，解答本题还要注意能量守恒观点在电磁波知识中的应用． 反馈·课堂达标 物理 选修3-5(配教科版) 预习·自主学习 探究·课堂互动 解析：(1)每个能量子的能量为ε＝hν＝eq \f(hc,λ)＝eq \f(6.63×10－34×3×108,187.5) J≈1.06×10－27 J 则电台每秒钟发射上述波长的光子数为：N＝eq \f(Pt,ε)＝eq \f(104×1,1.06×10－27)≈1031(个)． 反馈·课堂达标 物理 选修3-5(配教科版) 预习·自主学习 探究·课堂互动 答案：(1)1031个 　(2)4×1023个　4×10－4W 【题后总结】　要熟练掌握E＝Pt＝nε、ε＝hν、c＝λν等关系，这是解题的关键．同时还要知道距离发射电台越远，接收到的电磁波能量子越少，因此信号越弱． (2)设环状天线每秒接收的光子数为n个，以电台发射天线为球心，则半径为R的球的面积S＝4πR2，而环状天线的面积S′＝πr2，所以n＝eq