【教科版选修3-5】高中物理：第一章《碰撞与动量守恒》章末整合课件

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12024/4/1高中物理·选修3-5·教科版第四章波粒二象性12024/3[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．22024/4/1[目标定位]1.知道热辐射、黑体和黑体辐射的概念，知道黑体一、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32024/4/1一、黑体与黑体辐射电磁波物体温度温度完全吸收反射32024/(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42024/4/1温度42024/3/31二、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52024/4/1二、黑体辐射的实验规律增加较短52024/3/31三、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ɛ叫做能量子．2．大小：ɛ＝hν，其中ν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·s62024/4/1三、能量子整数倍电磁波的频率普朗克常量6.626×10－34一、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．72024/4/1一、对黑体辐射规律的理解72024/3/31图4－1－182024/4/1图4－1－182024/3/31【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>T2 B．T1<T2 C．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4－1－292024/4/1【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，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，λ1<λ2，T1>T2，本题正确选项为A、D.102024/4/1答案AD102024/3/31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．112024/4/1112024/3/31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 (

)122024/4/1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．132024/4/1答案A132024/3/31二、能量子的理解和ε＝hν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ε＝hν，其中h是普朗克常量，ν是电磁波的频率．142024/4/1二、能量子的理解和ε＝hν的应用142024/3/31【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

4.97×10－19J

2.84×10－19J152024/4/1【例2】光是一种电磁波，可见光的波长的大致范围是400n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．162024/4/1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【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．吸收的能量可以是连续的 D．辐射