高中物理人教必修三13.5 能量量子化 講義

1、試卷第 =page 1 1頁(yè)，總 =sectionpages 3 3頁(yè) 第13章 電磁感應(yīng)與電磁波初步5能量量子化學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解熱輻射和黑體的概念.2.知道能量子的概念，知道普朗克常量.3.了解能級(jí)的概念基礎(chǔ)梳理一、熱輻射1概念：一切物體都在輻射電磁波，且輻射與物體的溫度有關(guān)，所以叫熱輻射2特點(diǎn)：溫度升高時(shí)，熱輻射中波長(zhǎng)較短的成分越來(lái)越強(qiáng)3黑體：能夠完全吸收入射的各種波長(zhǎng)的電磁波而不發(fā)生反射二、能量子1概念：振動(dòng)著的帶電微粒的能量只能是某個(gè)最小能量值的整數(shù)倍，這個(gè)最小的能量值叫能量子2大?。篽，其中h6.631034 Js.3愛(ài)因斯坦光子說(shuō)：光是由一個(gè)個(gè)不可分割的能量子組成，能量大小為h，光

2、的能量子稱(chēng)作光子三、能級(jí)原子的能量是量子化的，量子化的能量值叫能級(jí)原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)放出光子，光子的能量等于前后兩個(gè)能級(jí)之差.能力拓展一、熱輻射能量子1普朗克的能量子概念(1)能量子：普朗克認(rèn)為微觀(guān)世界中帶電粒子的能量是不連續(xù)的，只能是某一最小能量值的整數(shù)倍，當(dāng)帶電粒子輻射或吸收能量時(shí)，也只能以這個(gè)最小能量值為單位一份一份地吸收或輻射，這樣的一份最小能量值叫作能量子，h，其中h叫作普朗克常量，實(shí)驗(yàn)測(cè)得h6.631034 Js，為電磁波的頻率(2)能量的量子化：在微觀(guān)世界中能量不能連續(xù)變化，只能取分立值，這種現(xiàn)象叫作能量的量子化量子化的基本特征就是在某一范圍內(nèi)取值是不連續(xù)的，即相鄰兩個(gè)值

3、之間有一定距離2愛(ài)因斯坦的光子說(shuō)光不僅在發(fā)射和吸收時(shí)能量是一份一份的，而且光本身就是由一個(gè)個(gè)不可分割的能量子組成的，這些能量子被稱(chēng)為光量子，簡(jiǎn)稱(chēng)光子頻率為的光子的能量為h.二、能級(jí)1原子的能量是量子化的，量子化的能量值叫能級(jí)2原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)放出光子，光子的能量等于前后兩個(gè)能級(jí)之差3放出的光子的能量是分立的，所以原子的發(fā)射光譜是一些分立的亮線(xiàn)隨堂演練1在物理學(xué)發(fā)展的過(guò)程中，許多科學(xué)家作出了突出貢獻(xiàn)，下列說(shuō)法正確的是（ ）A愛(ài)因斯坦提出了能量子假說(shuō)B麥克斯韋最早提出用電場(chǎng)線(xiàn)描述電場(chǎng)C赫茲最早用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在D法拉第發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)2以下宏觀(guān)概念中，哪些是“量子化”的（ ）A物

4、體的質(zhì)量B物體所受的力C導(dǎo)體中的電流D東北虎的個(gè)數(shù)3已知溫度T1T2，能正確反映黑體輻射規(guī)律的圖像是（）ABCD4關(guān)于量子，下列說(shuō)法中正確的是（）A一種高科技材料B研究微觀(guān)世界的一個(gè)概念C運(yùn)算速度很快的計(jì)算機(jī)D計(jì)算機(jī)運(yùn)行的一個(gè)二進(jìn)制程序5在實(shí)驗(yàn)室或工廠(chǎng)的高溫爐子上開(kāi)一小孔，小孔可看作黑體，由小孔的熱輻射特性，就可以確定爐內(nèi)的溫度。如圖所示，就是黑體的輻射強(qiáng)度與其輻射光波長(zhǎng)的關(guān)系圖像，則下列說(shuō)法正確的是（）AT1T2B在同一溫度下，波長(zhǎng)越短的電磁波輻射強(qiáng)度越大C隨著溫度的升高，黑體的輻射強(qiáng)度都有所降低D隨著溫度的升高，輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短方向移動(dòng)6如圖所示，A、B是顏色不同且彼此平行的兩束

5、單色光，當(dāng)它們從空氣射入水中時(shí)都發(fā)生折射。已知B光折射角大于A(yíng)光的折射角，于是可以判定（）AA光光子能量大B在水中A的波長(zhǎng)較長(zhǎng)C在水中B的光速小DB光的頻率大717世紀(jì)，荷蘭物理學(xué)家_提出了光的波動(dòng)說(shuō)，但由于_支持微粒說(shuō)，因而微粒說(shuō)長(zhǎng)期占著主導(dǎo)地位，19世紀(jì)觀(guān)察到了光的_、_現(xiàn)象，波動(dòng)說(shuō)才得到了公認(rèn)，后來(lái)又發(fā)現(xiàn)了_，證實(shí)光具有粒子性，因而光具有_8一燈泡的電功率為P，若消耗的電能看成全部以波長(zhǎng)為入的光波均勻地向周?chē)椛?，設(shè)光在空氣的傳播速度近似為真空中的光速c，普朗克常量為h則這種光波光子的能量為_(kāi)，在距離燈泡d處垂直于光的傳播方向S面積上，單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)的光子數(shù)目為_(kāi)參考答案1C【詳解】A普

6、朗克提出了能量子假說(shuō)，故A錯(cuò)誤；B法拉第最早提出用電場(chǎng)線(xiàn)描述電場(chǎng)，故B錯(cuò)誤；C麥克斯韋提出了電磁場(chǎng)理論，預(yù)言了電磁波的存在，赫茲最早用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，故C正確；D奧斯特相信電和磁之間可能存在著某種聯(lián)系。他首先發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，突破了人們對(duì)電與磁認(rèn)識(shí)的局限性，故D錯(cuò)誤；故選C。2D【詳解】所謂“量子化”，一定是不連續(xù)的，是一份一份的，所以D正確；ABC錯(cuò)誤；故選D。3B【詳解】由黑體輻射的規(guī)律，隨著溫度的升高，各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都有增加，且輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)，因T1T2，則ACD錯(cuò)誤，B正確；故選B。4B【詳解】量子最早由普朗克于1900年提出，普朗克假設(shè)物體發(fā)射出電

7、磁輻射能量是一份一份的，其中每一份被他稱(chēng)作能量子，電磁輻射能量是其整數(shù)倍，所以量子是表示能量的單元，量子是不可分割的最小的單元，表示微觀(guān)世界的不連續(xù)性，即通常所說(shuō)的“量子化”，而非高科技材料、計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)的程序，故B正確，ACD錯(cuò)誤。故選B。5D【詳解】A不同溫度的物體向外輻射的電磁波的波長(zhǎng)范圍是不同的，溫度越高向外輻射的能量中，頻率小的波越多，所以T1T2，故A錯(cuò)誤；B由圖像可知，同一溫度下，輻射強(qiáng)度最大的電磁波波長(zhǎng)不是最大的，也不是最小的，而是處在最大與最小波長(zhǎng)之間，故B錯(cuò)誤；C由圖像可知，黑體的輻射強(qiáng)度隨著溫度的升高而增大，故C錯(cuò)誤；有圖可知，隨著溫度的升高，相同波長(zhǎng)的光輻射強(qiáng)度都會(huì)增大，同時(shí)最大輻射強(qiáng)度向左側(cè)移動(dòng)，即向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)，故D正確。故選D。6A【詳解】ADB光折射角大于A(yíng)光的折射角，根據(jù)折射定律，故B光的折射率較小，頻率小，根據(jù)則A光光子能量大，D錯(cuò)誤A正確；BB光的折射率較小，頻率小，波長(zhǎng)較長(zhǎng)，B錯(cuò)誤；C根據(jù)B光的折射率要小，則在水中B的光速大，C錯(cuò)誤。故選A。7惠更斯 牛頓 干涉 衍射 光電效應(yīng) 波粒二象性 【詳解】12345617世紀(jì)，荷蘭物理學(xué)家惠更斯提出了光的波動(dòng)說(shuō)，但由于牛頓支持微粒說(shuō)，因而微