2020高中物理 6.2 量子世界學案6 魯科版必修2

1、62量子世界學案4 【學習目標】1 了解熱輻射的能力與波長和溫度有關，進而了解黑體輻射；2 知道普朗克“量子假說”的主要內容；3 知道宏觀物體和微觀粒子的能量變化特點；4 知道光具有波粒二象性和物質波的假設及驗證。【學習重點】量子的概念，光的波粒二象性及物質波?！局R要點】（1） “紫外災難”溫度越高，輻射越強，輻射的波長越短。（2） 能量不連續(xù)量子假說：輻射是不連續(xù)的，是一份一份地進行，每一份能量稱為一個量子，輻射的總能量E為量子的整數(shù)倍，量子的能量與頻率成正比，與波長成反比。式中c為真空中的光速，h是普朗克常數(shù)，值為6.62610-34Js，是物理普適常數(shù)。由于量子的能量相對于宏觀物體的動

2、能或勢能來說，是非常微小的，完全可以被忽略。所以宏觀物體（如鉛球沿斜面滾下時）的動能或勢能都是連續(xù)變化的。（3） 物質的波粒二象性光是不連續(xù)的、是一份一份的、具有一定能量的物質，每一份為一個單元叫做光量子，又叫光子。光既有波動性又具有粒子性的事實，不得不使人們承認光具有波粒二象性。不過，這里所說的粒子已不再是牛頓時代所說的微粒了。人們現(xiàn)在認識到：光在一定條件下，表現(xiàn)為粒子性，即不連續(xù)性；而在另一定條件下，表現(xiàn)為波動性。物質波：【典型例題】例題1：試計算：（1）波長為的可見光，其光子的能量為 ；（2）波長為的x光（即倫琴射線），其光子的能量為 。解析（1）該可見光的波長為 所以，該光子的能量為

3、（2）這種x光的波長為 故這種x光的能量為 【達標訓練】1下列說法正確的是（ ）A只有高溫物體才會熱輻射B低溫物體不會向外輻射電磁波C只有黑體在任何溫度下才都會向外輻射電磁波D熱輻射是物體中的分子、原子受到激發(fā)而輻射出電磁波的現(xiàn)象2下列哪些物體可看作黑體？（ ）A不輻射可見光的物體B沒有任何電磁輻射的物體C不能反射可見光的物體D不能反射任何電磁輻射的物體3下列關于黑體和黑體輻射的說法，正確的是（ ）A所謂黑體，就是黑色的物體B黑體是一個既不吸收熱輻射也不反射熱輻射的物體C黑體的輻射能力只與黑體輻射的電磁波波長和黑體的溫度有關D實驗表明，黑體輻射紫外線時輻射能力很強，會產生“紫外災難”4下列關于

4、波粒二象性的說法正確的是（ ）A電子具有顯著的粒子性，而且也具有波動性B有的光是波，有的光是粒子C只有光具有波動性，其他微小的粒子不可能有波動性D光子與電子是同樣的一種粒子5閱讀下文，按要求回答問題。自然界中的物體由于具有一定的溫度，會不斷向外輻射電磁波，這種輻射與溫度有關，稱為熱輻射。熱輻射具有如下特點：輻射的能量中包含各種波長的電磁波；物體的溫度越高，單位時間從物體表面單位面積上輻射的能量越大；在輻射的總能量中，各種波長所占的百分比不同。處在一定溫度的物體在向外輻射電磁能量的同時，也要吸收由其他物體輻射的電磁能量。如果它處在平衡狀態(tài)，則能量保持不變，若不考慮物體表面物質對輻射的反射作用，我

5、們定義一種理想的物體，它能100吸收入射到其表面的電磁輻射，這樣的物體稱為黑體。單位時間內從黑體表面單位面積輻射的電磁波的總能量與黑體絕對溫度的四次方成正比，即，其中常量。在下面的問題中，把研究對象都簡單地看做黑體。有關數(shù)據(jù)及數(shù)學公式為：太陽半徑，太陽表面溫度T=5770K，火星半徑r=3395km，球體表面積（其中R為球半徑）。(1)每秒從太陽表面輻射的總能量為多少？(2)火星受到來自太陽的輻射可以認為垂直射到面積為 (r為火星半徑)的圓盤上，已知太陽到火星的距離約為太陽半徑的400倍，忽略其他天體及宇宙空間的輻射，試估算火星表面的平均溫度。解析（1）每秒從太陽表面輻射的總能量為代入數(shù)據(jù)解得 （2）設火星表面溫度為，太陽到火星的距離為d，火星單位時間內吸