17.1 能量量子化(人教版3-5)(整理)幻灯片.ppt

* 第十七章 波粒二象性 17.1 能量量子化 物理组 高中物理新人教版选修３- 5系列课件 知识点 1 黑体与黑体辐射 1．热辐射：我们周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐 射与物体的______有关． 温度 2．黑体：如果某种物体能__________入射的各种波长的电 磁波而____________，这种物体就是绝对黑体，简称黑体． 3．实验表明：对于一般材料的物体，辐射电磁波的情况除 与_____有关外，还与材料的_____及___________有关，而黑体 辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的______有关．在研 究热辐射的规律时，人们特别注意对黑体辐射的研究． 温度 种类 表面状况 温度 完全吸收 不发生反射 知识点 2 黑体辐射的实验规律 1．黑体辐射的获取：对图 17－1－1 中的空腔加热，空腔 内温度升高，小孔就成了不同温度下的黑体，从小孔向外的辐 射就是黑体辐射．利用分光技术和热电偶等设备，便可测出它 辐射的电磁波强度按波长的分布情况． 图 17－1－1 2．实验发现：随着温度的升高，一方面，各种波长的辐射 强度都有增加；另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方 向移动．如图 17－1－2 所示． 图 17－1－2 【特别提醒】经典理论结果与实验事实之间产生的矛盾： (1)维恩公式在短波区与实验基本一致，而在长波区则偏离很 大；(2)瑞利公式在长波区与实验基本一致，而在短波区与实验 严重不符，当波长趋于零时，辐射会变得无穷大，即所谓的“紫 外灾难”，这显然是荒谬的. 知识点 3 能量子：超越牛顿的发现 1．能量子 (1)能量子 (2)能量子公式：_________ ε＝hν ν是电磁波的频率，h 是一个常量，后被称为普朗克常量 (Planck constant)，其值为_____________________ (3)能量的量子化 h＝6.626×10-34J·s 在微观世界中能量不能连续变化，只能取分立值，这种现 象叫做能量的量子化． 2．量子化假设的实验证实 普朗克公式与实验结果比较，发现它与实验符合之好令人 击掌叫绝．如图 17－1－3 所示，曲线是根据普朗克的公式作出 的，小圆代表实验值． 图 17－1－3 3．普朗克的量子化假设的意义 普朗克的能量子假说，使人类对微观世界的本质有了全新 的认识，对现代物理学的发展产生了革命性的影响．普朗克常 量 h 是自然界最基本的常量之一，它体现了微观世界的基本特 征． 【例题】氦—氖激光器发出波长为 633 nm 的激光，当激光 器的输出功率为 1 mW 时，每秒发出的光子数为( ) A．2.2×1015 B．3.2×1015 C．2.2×1014 D．3.2×1014 答案：B J·s，则该紫外激光所含光子数 1．“神光Ⅱ”装置是我国规模最大的高功率固体激光系 统，利用它可获得能量为 2 400 J、波长λ=0.35 μm 的紫外激光． 已知普朗克常量 h＝6.63×10-34 为多少？ 解：紫外线的波长已知，由此可求得紫外线能量子的值， 再根据激光发射的光能量为 2 400 J，即可求得紫外激光所含光 子数． 题型 1 黑体与热辐射 【例题】下列说法错误的是( ) 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 解析：根据热辐射的定义，A 说法正确；一 般物体辐射电磁波的情况还和材料的种类及表面 状况有关，黑体辐射只与黑体的温度有关，B 说 法错误，C 说法正确；由黑体的定义可知道 D 说法正确． 答案：B 1．黑体辐射的实验规律如图 17－1－4 所示，下列说法错 误的是( ) 图 17－1－4