人教版選修35 能量量子化 課件（24張）.ppt

人教版高中物理選修3 5 17 1能量量子化 形形色色的電磁波 1 概念 我們周圍的一切物體 在任何溫度下都在輻射各種波長的電磁波 這種輻射與物體的溫度有關(guān) 所以叫做熱輻射 固體在溫度升高時(shí)顏色的變化 例如 鐵塊溫度 從看不出發(fā)光到暗紅到橘紅到黃白色 一 熱輻射現(xiàn)象 如 一個(gè)20瓦的白熾燈和一個(gè)200瓦的白熾燈 昏黃色 接近白色 2 特征 輻射強(qiáng)度及波長的分布隨溫度變化 隨著溫度升高 電磁波的短波成分增加 注意 激光 日光燈發(fā)光不是熱輻射 低溫物體發(fā)出的是紅外光 熾熱物體發(fā)出的是可見光 高溫物體發(fā)出的是紫外光 3 熱輻射的主要成分 室溫時(shí) 波長較長的電磁波 高溫時(shí) 波長較短的電磁波 非典 期間 很多地方用紅外熱像儀監(jiān)測人的體溫 只要被測者從儀器前走過 便可知道他的體溫是多少 你知道其中的道理嗎 即時(shí)討論1 物體除了輻射電磁波外 還會(huì)吸收 反射外界射來的電磁波 隨物而異 隨物而異 隨物而異 熱輻射的輻射強(qiáng)度與溫度 物體種類及其表面情況有關(guān) 太復(fù)雜了 怎么去研究熱輻射的客觀規(guī)律呢 黑體 如果一個(gè)物體能夠完全吸收入射的各種波長的電磁波 而不發(fā)生反射 這種物體就是絕對(duì)黑體 簡稱黑體 黑體模型 二 黑體與黑體輻射 注意 1 黑體是個(gè)理想化的模型 2 一般物體的輻射與溫度 材料 表面狀況有關(guān) 但黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布只與黑體的溫度有關(guān) 1 實(shí)驗(yàn)原理及裝置圖 加熱空腔使其溫度升高 小孔就成了不同溫度下的黑體 從小孔向外的輻射就是黑體輻射 三 黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律 特點(diǎn) 隨溫度的升高 各種波長的輻射強(qiáng)度都在增加 絕對(duì)黑體的溫度升高時(shí) 輻射強(qiáng)度的最大值向短波方向移動(dòng) 2 黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律 用心觀察圖中居民樓 如果從遠(yuǎn)處看窗子 有的較亮些 有的較暗些 為什么 哪里是黑體 哪里是黑體輻射 即時(shí)討論2 3 經(jīng)典物理學(xué)所遇到的困難 1 維恩的半經(jīng)驗(yàn)公式 短波符合 長波不符合2 瑞利 金斯公式 長波符合 短波荒唐 紫外災(zāi)難 普朗克能量子假說1 輻射物體中包含大量振動(dòng)著的帶電微粒 它們的能量是某一最小能量的整數(shù)倍 e n n 1 2 2 叫能量子 簡稱量子 n為量子數(shù) 它只取正整數(shù) 能量量子化 3 諧振子只能一份一份按不連續(xù)方式輻射或吸收能量 4 對(duì)于頻率為 的諧振子 最小能量為 h 6 626 10 34j s 普朗克常量 四 能量子 超越牛頓的發(fā)現(xiàn) 黑體輻射公式1900年10月19日 普朗克在德國物理學(xué)會(huì)會(huì)議上提出一個(gè)黑體輻射公式 m planck德國人1858 1947 五 普朗克能量子理論成功解釋黑體輻射 五 普朗克能量子理論成功解釋黑體輻射 普朗克 能量量子化 物理學(xué)的新紀(jì)元 牛頓以來物理學(xué)最偉大的發(fā)現(xiàn)之一 跨出了真正說明物質(zhì)世界量子性的第一步 愛因斯坦 planck拋棄了經(jīng)典物理中的能量可連續(xù)變化 物體輻射或吸收的能量可以為任意值的舊觀點(diǎn) 提出了能量子 物體輻射或吸收能量只能一份一份地按不連續(xù)的方式進(jìn)行的新觀點(diǎn) 這不僅成功地解決了熱輻射中的難題 而且開創(chuàng)物理學(xué)研究新局面 標(biāo)志著人類對(duì)自然規(guī)律的認(rèn)識(shí)已經(jīng)從從宏觀領(lǐng)域進(jìn)入微觀領(lǐng)域 為量子力學(xué)的誕生奠定了基礎(chǔ) 1918年他榮獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng) 死后他的墓碑上只刻著他的姓名和h 6 626 10 34j s 1下列敘述正確的是 a 一切物體都在輻射電磁波b 一般物體輻射電磁波的情況只與溫度有關(guān)c 黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布只與黑體溫度有關(guān)d 黑體能夠完全吸收入射的各種波長的電磁波 acd 2 關(guān)于對(duì)黑體的認(rèn)識(shí) 下列說法正確的是 a 黑體只吸收電磁波 不反射電磁波 看上去是黑的b 黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布除與溫度有關(guān)外 還與材料的種類及表面狀況有關(guān)c 黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布只與溫度有關(guān) 與材料的種類及表面狀況無關(guān)d 如果在一個(gè)空腔壁上開一個(gè)很小的孔 射入小孔的電磁波在空腔內(nèi)表面經(jīng)多次反射和吸收 最終不能從小孔射出 這個(gè)空腔就成了一個(gè)黑體 c a 3 紅 橙 黃 綠四種單色光中 光子能量最小的是 a 紅光b 橙光c 黃光d 綠光 4 小燈泡的功率p 1w 設(shè)其發(fā)出的光向四周均勻輻射 平均波長 10 6m 求小燈泡每秒鐘輻射的光子數(shù)是多少 h 6 63 10 34j s 解析每秒鐘小燈泡發(fā)出的能量為e pt 1j1個(gè)光子的能量 小燈泡每秒鐘輻射的光子數(shù) 1 熱輻射現(xiàn)象 2 黑體與黑體輻射黑體 吸收而不反射電磁波 3 黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)