高中物理 第十七章 波粒二象性 第1节 能量量子化学案 新人教版选修3-5.doc

1能量量子化1知道黑体和黑体辐射，了解黑体辐射的实验规律。2了解普朗克能量子的内容，领会这一科学突破过程中科学家的思想。19世纪末、20世纪初，在人们为物理学理论大厦几乎完美的结构感到自豪的时候，普朗克，一位年轻的物理学家，为了解释当时困惑人们的黑体辐射问题，将不连续性引入了物理学，提出了能量量子的概念。这是一个“离经叛道”的、就连普朗克自己都不愿完全接受的概念。你知道能量子的概念吗？提示：能量是量子化的，最小能量值称为能量子。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_。这种辐射与物体的_有关，所以叫做热辐射。(2)黑体：某种物体能够_吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，这种物体就是_，简称_。2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。随着温度的升高，一方面，各种波长的辐射强度都有_。另一方面，辐射强度的极大值向波长较_的方向移动。3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：能的辐射或者吸收只能是_。这个不可再分的最小能量值叫做_。(2)能量大小：h，其中是电磁波的频率，h称为_常量，h_ js(一般取h6.631034 js)。(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。答案：1(1)电磁波温度(2)完全绝对黑体黑体2(1)温度(2)温度增加短3(1)整数倍一份一份的能量子(2)普朗克6.6261034(3)量子化分立一、对黑体和黑体辐射的理解黑体辐射：任何物体都具有不断辐射、吸收、反射电磁波的本领。辐射出去的电磁波在各个波段是不同的，也就是具有一定的谱分布。这种谱分布与物体本身的特性及其温度有关，因而被称为热辐射。黑体是指入射的电磁波全部被吸收，既没有反射，也没有透射(但黑体仍然要向外辐射)。显然自然界不存在真正的黑体，但许多物质是较好的黑体近似。二、一般物体和黑体的热辐射、反射、吸收的特点热辐射不一定需要高温，任何温度都能发生热辐射，只是温度低时辐射弱，温度高时辐射强。在一定温度下，不同物体所辐射的光谱的成分有显著不同。热辐射特点吸收、反射的特点一般物体辐射电磁波的情况与温度有关，与材料的种类、表面状况有关既吸收又反射，其能力与材料的种类及入射波的波长等因素有关黑体辐射电磁波的强弱按波长的分布只与黑体的温度有关完全吸收各种入射电磁波，不反射类型一 对能量子的认识【例题1】 对一束太阳光进行分析，下列说法正确的是()。a太阳光是由各种单色光组成的复合光b在组成太阳光的各单色光中，其能量最强的光为红光c在组成太阳光的各单色光中，其能量最强的光为紫光d组成太阳光的各单色光，其能量都相同解析：根据棱镜散射实验得，太阳光是由各种单色光组成的复合光，故选项a正确。根据能量子的概念得，光的能量与它的频率有关，而频率又等于光速除以波长，由于红光波长最长，紫光波长最短，可以得出各单色光中能量最强的为紫光，能量最弱的为红光，即选项b、d错误，c正确。答案：ac题后反思：不同谱段的能量大小可依据普朗克能量量子化假说判断或计算，即h。类型二 普朗克能量子假说的综合运用【例题2】 人眼对绿光最为敏感，正常人的眼睛接收到波长为530 nm的绿光时，只要每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉。普朗克常量为6.631034 js，光速为3.0108 m/s，则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是()。a2.31018 wb3.81019 wc7.01010 w d1.21018 w解析：因只要每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉。所以察觉到绿光所接收的最小功率p，式中e6，又hh，可解得p6 w2.31018 w。答案：a题后反思：解这类问题的关键是用好两个公式：(1)h；(2)c。1对黑体辐射电磁波的波长分布的影响因素是()。a温度 b材料c表面状况 d以上都正确2能正确解释黑体辐射实验规律的是()。a能量的连续经典理论b普朗克提出的能量量子化理论c以上两种理论体系任何一种都能解释d牛顿提出的能量微粒说3普朗克常量是自然界的一个基本常数，它的数值是()。a6.021023 molb6.625103 molsc6.6261034 jsd1.381016 mols4已知某种单色光的波长为，在真空中光速为c，普朗克常量为h，则电磁波辐射的能量子的值为()。ab.c.d以上均不正确5氦氖激光器发出波长为663 nm的激光，普朗克常量为6.631034 js当激光器的输出功率为1 mw时，每秒发出的光子数为()。a2.21015 b3.31015c2.21014 d3.31014答案：1a根据黑体辐射电磁波的波长分布的决定因素得，其只与温度有关。2b根据黑体辐射的实验规律，随着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都增加；另一方面辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，只能用普朗克提出的能量量子化理论才能得到较满意的解释，故选项b正确。3c普朗克常量是一个定值，由实