高中物理 4.1 量子概念的诞生课件 科教版选修35.ppt

高中物理 选修3 5 教科版 第四章波粒二象性4 1量子概念的诞生 目标定位 1 知道热辐射 黑体和黑体辐射的概念 知道黑体辐射的实验规律 2 知道普朗克提出的能量子假说 一 黑体与黑体辐射1 热辐射 1 定义 周围的一切物体都在辐射 这种辐射与 有关 所以叫热辐射 2 特点 热辐射强度按波长的分布情况随物体的 而有所不同 2 黑体 1 定义 某种物体能够 入射的各种波长的电磁波而不发生 这种物体就是绝对黑体 简称黑体 电磁波 物体温度 温度 完全吸收 反射 2 黑体辐射特点 黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的 有关 想一想在火炉旁边有什么感觉 投入炉中的铁块颜色怎样变化 说明了什么问题 答案在火炉旁会感到热 这是由于火炉不断地向外辐射能量 投入炉中的铁块依次呈现暗红 赤红 橘红等颜色 直至成为黄白色 这表明同一物体热辐射的强度与温度有关 温度 二 黑体辐射的实验规律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着波长 的方向移动 想一想你认为现实生活中存在理想的黑体吗 答案现实生活中不存在理想的黑体 实际的物体都能辐射红外线 电磁波 也都能吸收和反射红外线 电磁波 绝对黑体不存在 是理想化的模型 增加 较短 三 能量子1 定义 普朗克认为 带电微粒辐射或吸收能量时 只能是辐射或吸收某个最小能量值的 这个不可再分的最小能量值 叫做能量子 2 大小 h 其中 是 h是 数值h 一般h取6 63 10 34j s 整数倍 电磁波的频率 普朗克常量 6 626 10 34j s 一 对黑体辐射规律的理解1 一般材料的物体 辐射的电磁波除与温度有关外 还与材料的种类及表面状况有关 2 黑体是指只吸收而不反射外界射来的电磁波的物体 由于黑体只进行热辐射 所以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 3 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4 1 1所示 图4 1 1 例1 在实验室或工厂的高温炉子上开一小孔 小孔可看作黑体 由小孔的热辐射特性 就可以确定炉内的温度 如图4 1 2所示 就是黑体的辐射强度与其辐射光波长的关系图象 则下列说法正确的是 a t1 t2b t1 t2c 随着温度的升高 黑体的辐射强度都有所降低d 随着温度的升高 辐射强度的极大值向波长较短方向移动 图4 1 2 答案ad解析一般材料的物体辐射能的多少决定于物体的温度 t 辐射波的波长 时间的长短和发射的面积 而黑体是指在任何温度下 全部吸收任何波长的辐射的物体 黑体辐射的强度按波长的分布只与温度有关 实验表明 随着温度的升高 各种波长的辐射强度都有所增加 辐射强度的极大值向波长较短的方向移动 从图中可以看出 1t2 本题正确选项为a d 借题发挥随着温度的升高 各种波长的辐射本领都在增加 当黑体温度升高时 辐射本领最大值向短波方向移动 这是黑体辐射的特点 熟悉黑体辐射特点是解决问题的关键 针对训练下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中 符合黑体辐射实验规律的是 答案a解析随着温度的升高 辐射强度增加 辐射强度的极大值向着波长较短的方向移动 a正确 b c d错误 二 能量子的理解和 h 的应用1 物体在发射或接收能量的时候 只能从某一状态 飞跃 地过渡到另一状态 而不可能停留在不符合这些能量的任何一个中间状态 2 在宏观尺度内研究物体的运动时我们可以认为 物体的运动是连续的 能量变化是连续的 不必考虑量子化 在研究微观粒子时必须考虑能量量子化 3 能量子的能量 h 其中h是普朗克常量 是电磁波的频率 例2 光是一种电磁波 可见光的波长的大致范围是400nm 700nm 求400nm 700nm电磁辐射的能量子的值各是多少 答案4 97 10 19j2 84 10 19j 借题发挥 1 求解本题关键有两点 一是能根据已知条件求得每一个能量子的能量 另外必须明确激光器发射的能量是这些能量子能量的总和 2 这类习题数量级比较大 注意运算当中提高运算准确率 例3 对于带电微粒的辐射和吸收能量时的特点 以下说法正确的是 a 以某一个最小能量值一份一份地辐射或吸收b 辐射和吸收的能量是某一最小值的整数倍c 吸