高二物理人教版选修3-5课件：第十七章 1 能量量子化

1、第十七章波粒二象性目标定位1.了解黑体辐射的实验规律.2.了解能量子的概念及其提出的科学过程.3.了解宏观物体和微观粒子的能量变化特点学案1能量量子化知识探究自我检测1我们周围的物体都在进行热辐射为什么我们只能观察到部分物体的热辐射？答案不同物体辐射的电磁波的波长不同，波长较长的电磁波不能引起人的视觉，波长在某范围内的电磁波才能引起人的视觉一、黑体与黑体辐射知识探究 问题设计2研究热辐射的规律时，为什么人们特别注意黑体辐射？答案一般材料的物体，辐射电磁波的情况与温度和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要点提炼1热辐射：我们周围的一切物体都在辐射，这种

2、辐射与 有关，所以叫热辐射2黑体：如果某种物体能够 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的温度完全吸收反射3物体辐射出的电磁波与物体的 有关室温下辐射的电磁波的波长较 ，不能引起人的视觉，随着温度的升高，热辐射中较短波长的成分越来越 因此辐射强度按波长的分布情况随物体的 有所不同4黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的 有关温度长强温度温度二、黑体辐射的实验规律1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 ；另一方面，辐射强度的极大值向波长较的方向移动如图1所示增加短图12对黑体辐射的解释：维恩公式在 区与实验非常接近，在 区则

3、与实验偏离很大；瑞利公式在长波区与实验基本一致，但在短波区与实验严重不符由于波长很小的辐射处在紫外线波段，故而由理论得出的这种荒谬结果被认为是物理学理论的灾难，当时称为“紫外灾难”短波长波微观粒子的能量是否同宏观物体的能量一样，具有连续性？答案微观粒子的能量是分立的，而不是连续的三、能量子 问题设计要点提炼1定义：振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值的 倍，所辐射或吸收的能量是以这个 为单位一份一份地辐射或吸收的这个不可再分的最小能量值叫做能量子2大小：不可再分的最小能量值，其中是电磁波的 ，h是普朗克常量，h Js.整数最小能量值h频率6.6261034典例精析例1关于对黑体的认识，下

4、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按波长的分布除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关一、黑体辐射规律C黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，与材料的种类及表面状况无关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解析黑体自身辐射电磁波，不一定是黑的，故选项A错误；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，故选项B错误，选项C正确；小孔只吸收电磁波，不反射电磁波，因此是小孔成了一个黑体，而不是空腔，故选项D错误答案C例2在实验室或工厂的高温炉子

5、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()AT1T2BT1T2C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长方向移动图2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.答案A例3光是一种电

6、磁波，可见光的波长的大致范围是400700 nm.400 nm、700 nm电磁辐射的能量子的值各是多少？(h6.631034 Js)二、能量子的计算700 nm对应的能量子答案4.971019 J2.841019 J例4小灯泡的功率P1 W，设其发出的光向四周均匀辐射，平均波长106m，求小灯泡每秒钟辐射的光子数是多少？(h6.631034 Js)解析每秒钟小灯泡发出的能量为EPt1 J1个光子的能量：小灯泡每秒钟辐射的光子数：答案51018个自我检测1(黑体辐射规律)如图3所示，画出了四种温度下黑体辐射的强度与波长的关系图象，从图象可以看出，随着温度的升高，则()A各种波长的辐射强度都有增加B只有波长短的辐射强度增加C辐射强度的极大值向波长较短的方向移动D辐射电磁波的波长先增大后减小图3解析根据黑体辐射的实验规律和辐射强度与波长的关系可判断A、C正确答案AC2(能量子的理解)红、橙、黄、绿四种单色光中，光子能量最小的是()A红光 B橙光C黄光 D绿光解析在四种颜色的光中