135能量量子化高二上学期物理人教版.pptxVIP

13.5能量量子化

思考：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？

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。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。

随着温度的升高，铁块从发热，再到发光，铁块的颜色也不断发生变化。

热辐射

黑体：如果某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，这物体称为黑体。

黑体

黑体辐射：对于一般材料的物体，辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与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的分布只与黑体的温度有关。

黑体辐射实验：随着温度的升高

各种波长的辐射强度都有增加；

辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。

黑体辐射

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

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

能量子

借助于能量子的假说，普朗克得出的黑体辐射的强度按波长的分布公式，与实验符合的非常好。

能量子的观点与宏观世界中我们对能量的认识有很大不同，例如，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。而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。

能量子

能量量子化假说的意义

普朗克的能量子假设,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。成为物理学发展史上一个重大转折点;

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;

不仅成功地解决了热辐射中的难题，而且开创物理学研究新局面，标志着人类对自然规律的认识已经从从宏观领域进入微观领域，为量子力学的诞生奠定了基础。

爱因斯坦与光子

光本身就是一个个不可分割的能量子，后来被叫做光子，其能量为：

爱因斯坦从普朗克的能量子说中得到了启发，他提出：

能级

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（energylevel）。

能级差

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。

典例剖析

【例1】(多选)下列说法正确的是()

A.只有温度高的物体才会有热辐射

B.黑体只是从外界吸收能量，从不向外界辐射能量

C.黑体可以看起来很明亮，是因为黑体可以有较强的辐射

D.一般材料的物体，辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料的种类和表面情况有关

答案:CD

学以致用

2.有一真空中波长为6×10-7m的单色光，普朗克常量为6.63×10-34J·s。

(1)求该单色光的频率。

(2)求该单色光的1个光子的能量。

答案：(1)5×1014Hz(2)3.3×10-19J

5.下列对氢原子光谱实验规律的认识正确的是()

A.因为氢原子核外只有一个电子,所以氢原子只能产生一种波长的光

B.氢原子产生的光谱是一系列波长不连续的谱线

C.氢原子产生的光谱是一系列亮度不连续的谱线

D.氢原子产生的光的波长大小与氢气放电管放电强弱有关

答案：B

6.“神光Ⅱ”装置是我国的高功率激光系统，利用它可获得能量为2400J、波长λ=0.35μm的紫外激光，已知普朗克常量h=6.63×10-34J·s，则该紫外激光所含光子数为多少?

答案：4.22×1021

5.3p1358.关于对黑体的认识，下列说法正确的是()

A.黑体只吸收电磁波，不反射电磁波，看上去是黑的

B.黑体辐射电磁波的强度与波长无关

C.普朗克引入能量子的概念，得出黑体辐射的强度按波长分布的公式，与实验符合得非常好，并由此开创了物理学的新纪元

D.如果在一个空腔壁上开一个很小的孔，射入小孔的电磁波在空腔内表面经多次反射和吸收，最终不能从小孔射出，这个空腔就成了一个黑体

C

5.3p13618.反复考(2021天津卷)光刻机是制造芯片的核心装备，利用光源发出的紫外线，将精细图投影在硅片上，再经技术处理制成芯片。为提高光刻机清晰投影最小图像的能力，在透镜组和硅片之间充有液体。紫外线进入液体后与其在真空中相比()

A.波长变短

B.光子能量增加

C.频率降低

D.传播速度增大

A

5.3p13620.知方法(2022全国乙)一点光源以113W的功率向周围所有方向均匀