《能量量子化》课件1.ppt

1、第一节能量量子化,第十七章,德国物理学家普朗克在研究电磁波的辐射问题时，首先提出了一个与人类直接经验相违背的大胆假说，即能量量子化假说。 你想探究什么是能量量子化吗？,1热辐射 (1)定义：我们周围的一切物体都在辐射_，这种辐射与物体的_有关，所以叫热辐射。 (2)特征：热辐射强度按波长的分布情况随物体的_而有所不同。,黑体与黑体辐射,电磁波,温度,温度,2黑体 (1)定义：如果某种物体在任何温度下能够完全吸收入射的_而不发生反射，这种物体就是绝对黑体，简称黑体。 (2)黑体辐射的特征：黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的_有关。,各种波长的电磁波,温度,黑体辐射电磁波的强度按波长的分布

2、只与黑体的_有关，如图所示。 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波长_的方向移动。,黑体辐射的实验规律,增加,较短,温度,1定义 普朗克认为，带电微粒的能量只能是某一最小能量值的_，当带电微粒辐射或吸收能量时，也是以这个最小能量值为单位_地辐射或吸收的，这个不可再分的最小能量值叫做能量子。,能量子,整数倍,一份一份,2能量子大小 h，其中是电磁波的频率，h称为_常量，h6.6261034Js(一般取h6.631034Js)。 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。,量子化,分立,普朗克,一、对黑体及黑体辐射的理解,特别

3、提醒： (1)热辐射不一定要高温，任何温度的物体都发出一定的热辐射，只是温度低时辐射弱，温度高时辐射强。 (2)黑体是一个理想化的物理模型，实际不存在。 (3)黑体看上去不是一定是黑的，只有当自身辐射的可见光非常微弱时看上去才是黑的；有些可看作黑体的物体由于有较强的辐射，看起来还会很明亮，例如：炼钢炉口上的小孔。一些发光的物体(如太阳、白炽灯灯丝)也被看作黑体来处理。,“非典”期间，很多地方用红外热像仪监测人的体温，只要被测者从仪器前走过，便可知道他的体温是多少，你知道其中的道理吗？,答案：根据热辐射规律可知，人的体温的高低，直接决定了这个人辐射的红外线的频率和强度。通过监测被测者辐射的红外线

4、的情况就知道这个人的体温。,二、能量量子化 1能量子 物体热辐射所发出的电磁波是通过内部的带电谐振子向外辐射的，谐振子的能量是不连续的，只能是h的整数倍，h称为一个能量量子，其中是谐振子的振动频率，h是一个常数，称为普朗克常量。,2普朗克常量 h6.631034Js 3意义 可以非常合理地解释某些电磁波的辐射和吸收的实验现象。 4量子化现象 在微观世界中物理量分立取值的现象称为量子化现象。,5量子化假设的意义 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。普朗克常量h是自然界中最基本的常量之一，它体现了微观世界的基本特征。,由能量量子化假说可知

5、，能量是一份一份的，而不是连续的，在宏观概念中，举一些我们周围不连续的实例。 答案：人的个数，自然数，汽车等。,热辐射与黑体,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，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，B错误，C正确。小孔只吸收电磁波，不反射电磁波，因此小孔成了一个黑体，而不是空腔，D错误。 答案：C,点评：黑体完全吸收电磁波而不反射，同时其本身也辐射电磁波；黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，与其他因素无关。,在自然界生态系统中，蛇与

6、老鼠和其他生物通过营养关系构成食物链，在维持生态平衡方面发挥重要的作用。蛇是老鼠的天敌，它是通过接收热辐射来发现老鼠的。假设老鼠的体温约37，它发出的最强的热辐射的波长为m。根据热辐射理论，m与辐射源的绝对温度T的关系近似为Tm2.90103mK。,(1)老鼠发出最强的热辐射的波长为() A7.8105mB9.4106m C1.16104mD9.7108m (2)老鼠发生的最强的热辐射属于() A可见光波段B紫外波段 C红外波段DX射线波段 答案：(1)B(2)C,普朗克能量子假说,点评：求解本题的关键有两点：一是能根据已知条件求得每一个光子的能量，另外必须明确激光器发射的能量由这些光子能量的总和组成。,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 答案：AC,解析：根据棱镜散射实验得，太阳光是由各种单色