人教版（2019）高一物理必修第三冊 13.5能量量子化 課件(共18張PPT)

1、在此輸入您的封面副標(biāo)題1400K800K1000K1200K例如，鐵塊隨著溫度升高： 現(xiàn)象：不發(fā)光不發(fā)光暗紅暗紅 赤紅赤紅 橘紅橘紅 黃白色黃白色表明：鐵塊輻射電磁波1 1、 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)體的溫度有關(guān), ,故稱為故稱為熱輻射熱輻射。熱輻射熱輻射輻射電磁波的特性與輻射電磁波的特性與溫度有關(guān)溫度有關(guān)。一、熱輻射熱輻射強(qiáng)度按波長熱輻射強(qiáng)度按波長(頻率頻率)的分布和溫度有關(guān)，的分布和溫度有關(guān)， 高溫物體發(fā)出的是高溫物體發(fā)出的是紫外光。紫外光。熾熱物體發(fā)出的是熾熱物體發(fā)出的是可見光，可

2、見光，低溫物體發(fā)出的是低溫物體發(fā)出的是紅外光，紅外光， 溫度溫度 短波長的電磁波的比例短波長的電磁波的比例 。2、任何物體（氣、液、固）在任何溫度下，任何物體（氣、液、固）在任何溫度下，都會有熱輻射。都會有熱輻射。熱輻射波譜是熱輻射波譜是連續(xù)譜，連續(xù)譜，各種波長各種波長(頻率頻率)都有，都有，但是強(qiáng)度不同。但是強(qiáng)度不同。3、平衡熱輻射：加熱一物體、平衡熱輻射：加熱一物體 物體的溫度恒定時物體的溫度恒定時物體所吸收的能量等于物體所吸收的能量等于在同一時間內(nèi)輻射的能量這時得到的輻射稱為平衡熱輻射在同一時間內(nèi)輻射的能量這時得到的輻射稱為平衡熱輻射。不透明的材料制成帶小孔的的空不透明的材料制成帶小孔的

3、的空腔腔, ,可近似看作黑體可近似看作黑體。1.1.理想的熱輻射體是理想的熱輻射體是“絕對黑體絕對黑體”，簡稱，簡稱“黑體黑體”，它能完全吸收各種，它能完全吸收各種波長的輻射能而不發(fā)生反射，折射和透射波長的輻射能而不發(fā)生反射，折射和透射. .二、黑體及黑體輻射帶小孔的不透明空腔帶小孔的不透明空腔帶帶小洞的煉鋼爐小洞的煉鋼爐向遠(yuǎn)處觀察打開的向遠(yuǎn)處觀察打開的窗子近似黑體窗子近似黑體平衡態(tài)時黑體輻射只依賴平衡態(tài)時黑體輻射只依賴于物體的溫度于物體的溫度, ,與構(gòu)成黑與構(gòu)成黑體的材料形狀無關(guān)。體的材料形狀無關(guān)。二、黑體及黑體輻射3.說明：說明：黑體是個理想化的模型。黑體是個理想化的模型。例：例：開開小洞

4、小洞的煉鋼爐，遠(yuǎn)處的窗口等可近似看作黑體。的煉鋼爐，遠(yuǎn)處的窗口等可近似看作黑體。 對于黑體，在相同溫度下的輻射規(guī)律是相同的。對于黑體，在相同溫度下的輻射規(guī)律是相同的。一般物體的輻射一般物體的輻射與溫度、材料、表面狀況與溫度、材料、表面狀況有關(guān)，但黑體輻射電磁波的有關(guān)，但黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布強(qiáng)度按波長的分布只與黑體的溫度有關(guān)只與黑體的溫度有關(guān)。三、黑體輻射的實驗規(guī)律 研究黑體輻射的規(guī)律是了解一般物體熱輻射性質(zhì)的基礎(chǔ)。研究黑體輻射的規(guī)律是了解一般物體熱輻射性質(zhì)的基礎(chǔ)。 1、測量黑體輻射的實驗原理圖、測量黑體輻射的實驗原理圖： 加熱空腔使其溫度升高，空腔就成了不同溫度下的黑體，從小孔向外

5、的加熱空腔使其溫度升高，空腔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。輻射就是黑體輻射。T平行光管三棱鏡三、黑體輻射的實驗規(guī)律輻射強(qiáng)度:單位時間內(nèi)從物體單位面積上所發(fā)射的各種波長的總輻射能，稱為輻射強(qiáng)度。發(fā)現(xiàn)：發(fā)現(xiàn)：隨溫度的升高隨溫度的升高各種波長的輻射強(qiáng)度都在增加；各種波長的輻射強(qiáng)度都在增加； 輻射強(qiáng)度的最大值向短波方向移動輻射強(qiáng)度的最大值向短波方向移動三、能量子：超越牛頓的發(fā)現(xiàn)1 1、普朗克能量子假說、普朗克能量子假說 振動著的帶電微粒的能量只能是某一最小能量值振動著的帶電微粒的能量只能是某一最小能量值的整數(shù)倍，當(dāng)帶的整數(shù)倍，當(dāng)帶電微粒輻射或吸收能量時，也是電微粒輻射或吸收能量

6、時，也是以這個最小能量為單位一份一份地以這個最小能量為單位一份一份地輻射或吸收的輻射或吸收的。這個不可再分的。這個不可再分的最小能量值最小能量值叫做能量子叫做能量子。 在微觀世界中在微觀世界中能量不能連續(xù)變化能量不能連續(xù)變化，只能取分立值，這種現(xiàn)象叫，只能取分立值，這種現(xiàn)象叫做做能量的量子化能量的量子化能量能量量子量子經(jīng)典經(jīng)典三、能量子：超越牛頓的發(fā)現(xiàn) 1900年10月19日，普朗克在德國物理學(xué)會會議上提出一個黑體輻射公式M.Planck 德國人 18581947焦 秒-34h = 6.62610 （1 1）光電效應(yīng)：）光電效應(yīng)：照射到金屬表面的光照射到金屬表面的光，能使金屬中的電子從表能使金

7、屬中的電子從表面逸出。這個現(xiàn)象叫面逸出。這個現(xiàn)象叫光電效應(yīng)光電效應(yīng)，這種電子常被稱為，這種電子常被稱為光電子。光電子。三、能量子：超越牛頓的發(fā)現(xiàn)2 2、光子、光子（2）光子：）光子：光本身是由一個個不可分割的能光本身是由一個個不可分割的能量子組成的，頻率為量子組成的，頻率為的光的能量子為的光的能量子為h，是，是普朗克常量，這些能量叫普朗克常量，這些能量叫光子。光子。hE 四、能級巴巴耳耳末末系系- -13.6 eV- -3.40 eV- -1.51 eV- -0.85 eV- -0.54 eV 0n=1n=2n=3n=4n=5n= 由由量子力學(xué)量子力學(xué)得出的氫原子能級圖得出的氫原子能級圖1、能

8、級能級: 微觀世界中能量取值分立的觀微觀世界中能量取值分立的觀念也適用于原子系統(tǒng)，原子的能量是量子念也適用于原子系統(tǒng)，原子的能量是量子化的。這些量子化的能量叫做能級?；?。這些量子化的能量叫做能級。高能級高能級: 能量較高的能級能量較高的能級 低能級低能級: 能量較低的能級能量較低的能級基能級基能級: 能量最低的能級能量最低的能級 (相應(yīng)的狀態(tài)稱相應(yīng)的狀態(tài)稱基態(tài)基態(tài)） 激發(fā)能級激發(fā)能級: 能量高于基能級的其它所有能級能量高于基能級的其它所有能級(相應(yīng)狀態(tài)稱相應(yīng)狀態(tài)稱激發(fā)態(tài)激發(fā)態(tài)) 四、能級2、能級躍遷、能級躍遷 原子從較高的激發(fā)態(tài)向較低的激發(fā)態(tài)或基態(tài)躍遷的過程，是輻射能量的過程，這原子從較高的

9、激發(fā)態(tài)向較低的激發(fā)態(tài)或基態(tài)躍遷的過程，是輻射能量的過程，這個能量以光子的形式輻射出去，這就是原子發(fā)光現(xiàn)象。個能量以光子的形式輻射出去，這就是原子發(fā)光現(xiàn)象。 從高能級向低能級躍遷時放出光子；從低能級向高能級躍遷時可能是吸收光子，也從高能級向低能級躍遷時放出光子；從低能級向高能級躍遷時可能是吸收光子，也可能是由于碰撞、加熱等方式來傳遞能量?？赡苁怯捎谂鲎?、加熱等方式來傳遞能量。 由于原子的能級是分立的，所以放出的光子的能量也是分立的，原子的發(fā)射光譜由于原子的能級是分立的，所以放出的光子的能量也是分立的，原子的發(fā)射光譜只有一些分立的亮線只有一些分立的亮線【例例2】煉鋼工人通過觀察煉鋼爐內(nèi)的顏色，就煉鋼工人通過觀察煉鋼爐內(nèi)的顏色，就可以估計出爐內(nèi)的溫度，這是根據(jù)什么道理可以估計出爐內(nèi)的溫度，這是根據(jù)什么道理? 答案答案 根據(jù)熱輻射的規(guī)律可知，當(dāng)物體的溫度根據(jù)熱輻射的規(guī)律可知，當(dāng)物體的溫度升高時，熱輻射中較短波長的成分越來越強(qiáng)，升高時，熱輻射中較短波長的成分越來越強(qiáng)