人教版物理選修2-3課件：4.1光源--(共41頁(yè))

1、第四章 光源與激光第一節(jié) 光源第二節(jié) 常用照明光源第三節(jié) 激光第四節(jié) 激光的應(yīng)用 導(dǎo)入新課我們能清楚地欣賞這個(gè)美好的世界美麗的花秀麗的山水可愛(ài)的動(dòng)物 我們之所以能夠清楚地看到這些漂亮的事物，是因?yàn)楣獾拇嬖?。想詳?xì)了解一下我們周?chē)墓庠磫?？那還等什么，趕快進(jìn)入今天的課程吧！第一節(jié)光源 教學(xué)目標(biāo)1、知識(shí)與能力 辨別光源類(lèi)型。 明白色溫的原理。 懂得發(fā)光機(jī)理。2、過(guò)程與方法 根據(jù)概念理解含義。 圖文結(jié)合理解課程內(nèi)容。 學(xué)會(huì)聯(lián)系實(shí)際，尋求記憶方法。3、情感態(tài)度與價(jià)值觀(guān) 聯(lián)系常用模型，接受新的知識(shí)。 教學(xué)重難點(diǎn)1、重點(diǎn) 辨別生活常用光源。 理解發(fā)光機(jī)理。2、難點(diǎn) 理解發(fā)光機(jī)理。 本節(jié)導(dǎo)航1、光源2、色溫

2、3、發(fā)光機(jī)理光源 能夠發(fā)光的物體叫做光源。名詞解釋天然光源人造光源 在高溫下把一些內(nèi)能轉(zhuǎn)化為光能而發(fā)光的光源叫熱輻射光源，簡(jiǎn)稱(chēng)熱光源。太陽(yáng)蠟燭火炬 不是由于發(fā)熱而發(fā)光的光源叫做冷光源。這種光源在較低溫度下直接把電能轉(zhuǎn)換為光能。日光燈霓虹燈螢火蟲(chóng) 光源是把其他形式的能量轉(zhuǎn)換為光能的物質(zhì)或裝置。歸納拓展 不同的電光源消耗相同的電能，發(fā)出的光能并不同。用發(fā)光效率來(lái)衡量。想一想 聯(lián)系日常生活，想一想，40瓦的日光燈和40瓦的白熾燈，哪個(gè)更明亮呢？ 那么，日光燈的發(fā)光效率比白熾燈高，更明亮。色溫你知道三基色嗎？綠色藍(lán)色紅色白光可以看成是由紅、綠、藍(lán)三基色按一定比例組成的。小資料 色溫是表示光源光譜質(zhì)量最

3、通用的指標(biāo)。 色溫是按絕對(duì)黑體來(lái)定義的，光源的輻射在可見(jiàn)區(qū)和絕對(duì)黑體的輻射完全相同時(shí)，此時(shí)黑體的溫度就稱(chēng)此光源的色溫。低色溫光源的特征是能量分布中，紅輻射相對(duì)說(shuō)要多些，通常稱(chēng)為“暖光”；色溫提高后，能量分布中，藍(lán)輻射的比例增加，通常稱(chēng)為“冷光”。標(biāo)準(zhǔn)燭光為1930k（開(kāi)爾文溫度單位）。一些常用光源的色溫為：閃光燈為3800K；中午陽(yáng)光為5400K；藍(lán)天為12000-18000K。 電子閃光燈為6000K；鎢絲燈為2760-2900K；熒光燈為3000K；蠟燭為1825k.你知道嗎？想一想 日常生活中有“燈下不觀(guān)色”之說(shuō)，為什么呢？ 原來(lái)，白熾燈發(fā)的光不是真正的白色，光的顏色會(huì)隨著燈絲溫度的不同

4、而發(fā)生變化。燈絲溫度低時(shí)，光呈紅色；溫度升高時(shí)，光為橙色甚至黃色；當(dāng)燈絲溫度再升高時(shí)，光為白色。色溫有哪些應(yīng)用呢？ 膠片有的時(shí)候會(huì)夸大光線(xiàn)的顏色。比起白光下肉眼觀(guān)測(cè)到的物體顏色，照片中物體的顏色可能會(huì)變得偏藍(lán)或者偏桔紅色。為了追求自然色采印刷而進(jìn)行的攝影中，色彩平衡需要被校對(duì)。 膠片攝影術(shù)色溫有哪些應(yīng)用呢？ 電視，視頻和數(shù)碼靜止照相機(jī) 。 藝術(shù)應(yīng)用中的色溫控制 ，如攝影，家居燈光設(shè)計(jì)。 桌面出版 在桌面出版行業(yè), 顯示器的色溫是很重要的。像一些顏色匹配軟件等都會(huì)用到。發(fā)光原理 十九世紀(jì)初期，人們?cè)趯?shí)驗(yàn)中觀(guān)察到了光的干涉和衍射現(xiàn)象，證明了波動(dòng)學(xué)的正確性。中期，麥克斯韋預(yù)言和赫茲證實(shí)的電磁波的存在

5、使光的波動(dòng)原理發(fā)展到完美的地步。麥克斯韋赫茲 然而，十九世紀(jì)末，人們發(fā)現(xiàn)了物體在光照下發(fā)射電子的現(xiàn)象光電效應(yīng)。 愛(ài)因斯坦提出，在空間傳播的光的能量不是連續(xù)的，而是一份一份的，每一份叫做一個(gè)光量子，簡(jiǎn)稱(chēng)光子(photon)。 光子的能量E跟光的頻率 成正比，即E=h 式中 h為常量，叫做普朗克常量。實(shí)驗(yàn)測(cè)得h=6.6310-34Js 以前學(xué)過(guò)，原子是由原子核和繞核高速運(yùn)動(dòng)的電子組成的，核外電子所處的狀態(tài)不同，導(dǎo)致真各個(gè)原子的狀態(tài)也不同。 現(xiàn)代物理學(xué)認(rèn)為，原子的可能狀態(tài)是不連續(xù)的，因此各狀態(tài)對(duì)應(yīng)的能量也是不連續(xù)的。這些能量值叫做能級(jí)。如果電子處于無(wú)限遠(yuǎn)處原子的能量為0，則其他狀態(tài)下原子的能量為負(fù)值

6、。-0.5454321n0-0.85-1.51-3.4-13.6E/eV氫原子能級(jí)圖 在氫原子能級(jí)圖中，原子各狀態(tài)的標(biāo)號(hào)1、2、3叫做量子數(shù)，通常用n表示。能量最低的狀態(tài)叫做基態(tài)，其他狀態(tài)叫做激發(fā)態(tài)?；鶓B(tài)和激發(fā)態(tài)的能量分別用 E1、E2、E3表示。解釋一下 原子處于基態(tài)是最穩(wěn)定，處于較高能級(jí)時(shí)會(huì)自發(fā)地向較低能級(jí)躍遷，經(jīng)過(guò)一次或幾次躍遷達(dá)到基態(tài)。躍遷時(shí)以光子的形式釋放能量（如下頁(yè)的圖）。乙甲E2E1E1E2h原子躍遷圖 原子在始、末兩個(gè)能級(jí)Em和En（mn）間躍遷時(shí)發(fā)射光子的頻率可由下式?jīng)Q定:h=Em-En 由此可知，物體發(fā)光是由于大量處于高能態(tài)的院子向低能態(tài)躍遷，釋放大量光子的過(guò)程。 下面圖片

7、中的霓虹燈，你知道是怎么做成的嗎？想一想 不同原子的原子能級(jí)不同，發(fā)射光子的波長(zhǎng)不同，表明，不同元素發(fā)光的顏色也有所不同。結(jié)論 很簡(jiǎn)單，就是將不同的低壓氣體充入彎曲成文字或圖形的玻璃放電管中制成的。 拓展 除了原子中的電子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出的光的情形，帶電物質(zhì)微粒的熱運(yùn)動(dòng)也會(huì)產(chǎn)生電輻射，即發(fā)光，電子電離后又被原子核俘獲，這時(shí)也會(huì)向外輻射能量，比如高溫物體發(fā)光。 課堂小結(jié)1、光源 分為天然光源和人造光源。 分為熱光源和冷光源。 用于描述光源的光輻射特性。2、色溫 在彩色攝像和攝影時(shí)十分重要。3、發(fā)光機(jī)理E=h根據(jù)氫原子的能級(jí)示意圖明白基態(tài)、激發(fā)態(tài)、躍遷。h=Em-En不通氣體發(fā)光顏色不同

8、，制造霓虹燈。高考鏈接 1、（04廣東）圖示為氫原子的能級(jí)圖，用光子能量為 13.07eV 的光照射一群處于基態(tài)的氫原子，可能觀(guān)測(cè)到氫原子發(fā)射的不同波長(zhǎng)有多少種？（ ） A.15 B.10 C.4 D.1 5-0.85-1.51-3.4-13.6-0.5412340B 2、（04全國(guó)）現(xiàn)有1200個(gè)氫原子被激發(fā)到量子數(shù)為4的能級(jí)上，若這些受激氫原子最后都回到基態(tài)，則在此過(guò)程中發(fā)出的光子總數(shù)是多少？假定處在量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷到各較低能級(jí)的原子數(shù)都是處在該激發(fā)態(tài)能級(jí)上的原子總數(shù)的1/（n-1）。答（ ）C1200A2200D2400B2000A 3、（06江蘇）已知可見(jiàn)的光的光子能量范

9、圍約為1.62eV3.11eV，根據(jù)氫原子的能級(jí)圖，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（ ） A處于n=3能級(jí)的氫原子可以吸收任意頻率的紫外線(xiàn)，并發(fā)生電離 B大量氫原子從高能級(jí)向n=3能級(jí)躍遷時(shí)，發(fā)出的光具有顯著的熱效應(yīng) C大量處于n=4能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，可能發(fā)出6種不同頻率的光 D大量處于n=4是能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，可能發(fā)出3種不同頻率的可見(jiàn)光AB課堂練習(xí)1.關(guān)于光源的說(shuō)法，正確的是（ ） A.凡是能被看到的物體都是光源B.只有自身能夠發(fā)光的物體才能看成光源。C.宇宙中的星球都是光源D.通紅的鋼水可以看成光源BD點(diǎn)撥深刻理解定義，再做題。 2.不同元素都有自己獨(dú)特的光譜，這是因?yàn)楦髟兀?）A.原子序數(shù)不同B.原子的的質(zhì)量不同