能量量子化課件分析1

第5節(jié)能量量子化一、熱輻射曬太陽使身體變暖，是通過什么方式改變?nèi)梭w內(nèi)能的？冬天在火爐旁烤手是通過什么方式改變?nèi)梭w內(nèi)能的？[觀圖助學(xué)]1.熱輻射 (1)定義：周圍的一切物體都在輻射________，這種輻射與____________有關(guān)，所以叫熱輻射。 (2)特點(diǎn)：熱輻射強(qiáng)度按波長的分布情況隨物體的________不同而有所不同。2.黑體 (1)定義：某種物體能夠____________入射的各種波長的電磁波而不發(fā)生_______，這種物體就叫作黑體。 (2)黑體輻射特點(diǎn)：黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布只與黑體的_______有關(guān)。電磁波物體的溫度溫度完全吸收反射溫度[思考判斷](1)熱輻射只能產(chǎn)生于高溫物體。(

)(2)能吸收各種電磁波而不反射電磁波的物體叫黑體。(

)(3)溫度越高，黑體輻射電磁波的強(qiáng)度越大。(

)(4)黑體是一種客觀存在的物質(zhì)。(

)×√√×1.定義：普朗克認(rèn)為，振動(dòng)著的帶電微粒的能量只能是某一最小能量值ε的________，當(dāng)帶電微粒輻射或吸收能量時(shí)，也是以這個(gè)最小能量值為單位____________地輻射或吸收的，這個(gè)不可再分的最小能量值ε叫作________。2.能量子大?。害牛絟ν，其中ν是電磁波的頻率，h稱為________常量。h＝6.626×10－34J·s(一般取h＝6.63×10－34J·s)。整數(shù)倍二、能量子一份一份能量子普朗克3.能量的量子化：普朗克的假設(shè)認(rèn)為微觀粒子的能量是________的，或者說微觀粒子的能量是________________的。愛因斯坦把能量子假設(shè)進(jìn)行了推廣，認(rèn)為電磁場本身就是不連續(xù)的，光本身就是由一個(gè)個(gè)不可分割的________組成的，頻率為ν的光的能量子為hν，h為普朗克常量。這些能量子后來被叫作________。量子化不連續(xù)(分立)能量子光子[思考判斷](1)微觀粒子的能量只能是能量子的整數(shù)倍。(

)(2)能量子的能量不是任意的，其大小與電磁波的頻率成正比。(

)√√1.能級：微觀世界中能量取分立值的觀念也適用于原子系統(tǒng)，原子的能量是________的。這些________的能量值叫作能級。2.能級躍遷：通常情況下，原子處于能量最低的狀態(tài)，這是最________的。氣體放電管中的原子受到高速運(yùn)動(dòng)的電子的撞擊，有可能躍遷到較高的能量狀態(tài)。這些狀態(tài)的原子是不穩(wěn)定的，會________地向能量較低的能級________，放出光子。原子從高能態(tài)向低能態(tài)________時(shí)放出的光子的能量，等于前后兩個(gè)能級________。量子化三、能級量子化穩(wěn)定自發(fā)躍遷躍遷之差[思考判斷](1)處于基態(tài)的原子是不穩(wěn)定的，會自發(fā)地向其他能級躍遷，放出光子。(

)(2)不同的原子具有相同的能級，原子躍遷時(shí)輻射的光子頻率是相同的。(

)××如圖所示，一個(gè)閉合的空腔，在空腔表面開一個(gè)小孔，小孔就可以模擬一個(gè)黑體，觀察從外面射來的電磁波的傳播情況，思考：什么是黑體？

答案經(jīng)小孔射入空腔，要在腔壁上經(jīng)過多次反射，在多次反射過程中，外面射來的電磁波幾乎全部被腔壁吸收，最終不能從空腔射出。這個(gè)閉合的空腔類似于黑體，黑體實(shí)際上是不存在的，只是一種理想模型。要點(diǎn)對熱輻射、黑體和黑體輻射的理解[歸納]1.黑體不一定是黑的，只有當(dāng)自身輻射的可見光非常微弱時(shí)看上去才是黑的；有些可看作黑體的物體由于有較強(qiáng)的輻射，看起來還會很明亮，如煉鋼爐口上的小孔。一些發(fā)光的物體(如太陽、白熾燈燈絲)也被當(dāng)作黑體來處理。2.黑體同其他物體一樣也在輻射電磁波，黑體的輻射規(guī)律最為簡單，黑體輻射強(qiáng)度只與溫度有關(guān)。[典型例題][例1]近年來軍事行動(dòng)中，士兵都配戴“紅外夜視儀”，在夜間也能清楚地看清目標(biāo)，主要是因?yàn)?) A.“紅外夜視儀”發(fā)射出強(qiáng)大的紅外線，照射被視物體 B.一切物體均在不停地輻射紅外線 C.一切高溫物體均在不停地輻射紅外線 D.紅外線屬于可見光解析一切物體都在不停地向外輻射紅外線，不同物體輻射出來的紅外線不同，采用“紅外夜視儀”可以清楚地分辨出物體的形狀、大小和位置，不受白天和夜晚的影響，即可確認(rèn)出目標(biāo)從而采取有效的行動(dòng)。故只有B正確。答案B[針對訓(xùn)練1](多選)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解析根據(jù)熱輻射定義知A正確；根據(jù)熱輻射和黑體輻射的特點(diǎn)知一般物體輻射電磁波的情況除與溫度有關(guān)外，還與材料種類和表面狀況有關(guān)，而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)，B錯(cuò)誤，C正確；根據(jù)黑體定義知D正確。答案ACD[探究]某激光器能發(fā)射波長為λ的激光，那么激光能量子的能量可以取任意值嗎？是連續(xù)的還是一份一份的？設(shè)普朗克常量為h，那么每個(gè)激光能量子的能量是多少？如果激光發(fā)射功率為P，那么每秒鐘發(fā)射多少個(gè)能量子？要點(diǎn)對能量子的理解[歸納]1.意義：可以非常合理地解釋某些電磁波的輻射和吸收的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。2.量子化現(xiàn)象：在微觀世界中物理量分立取值的現(xiàn)象稱為量子化現(xiàn)象。3.光子的能量與入射光的強(qiáng)度 光子的能量即一個(gè)光子的能量，其值為ε＝hν(ν為光子的頻率)，可見光子的能量由光的頻率決定。入射光的強(qiáng)度指單位時(shí)間內(nèi)照射到單位面積上的總能量，等于光子能量hν與入射光子數(shù)n的乘積，即光強(qiáng)等于nhν。4.在宏觀尺度內(nèi)研究物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)我們可以認(rèn)為：物體的運(yùn)動(dòng)是連續(xù)的，能量變化是連續(xù)的，不必考慮量子化；在研究微觀粒子時(shí)必須考慮能量量子化。[典型例題][例2](多選)關(guān)于對能量子的認(rèn)識，下列說法正確的是() A.振動(dòng)著的帶電微粒的能量只能是某一能量值ε B.帶電微粒輻射或吸收的能量只能是某一最小能量值的整數(shù)倍 C.能量子與電磁波的頻率成正比 D.這一假說與現(xiàn)實(shí)世界相矛盾，因而是錯(cuò)誤的解析由普朗克能量子假說可知帶電微粒輻射或吸收的能量只能是某一最小能量值的整數(shù)倍，A錯(cuò)誤，B正確；最小能量值ε＝hν，C正確；能量子假說反映的是微觀世界的特征，不同于宏觀世界，并不是與現(xiàn)實(shí)世界相矛盾，故D錯(cuò)誤。答案BC[例3]人眼對綠光較為敏感，正常人的眼睛接收到波長為530nm的綠光時(shí)，只要每秒鐘有6個(gè)綠光的光子射入瞳孔，眼睛就能察覺。普朗克常量為6.63×10－34J·s，光速為3.0×108m/s，則人眼能察覺到綠光時(shí)所接收到的最小功率是() A.2.3×10－18W B.3.8×10－19W C.7.0×10－10W D.1.2×10－18W答案A方法總結(jié)解決此類題目的關(guān)鍵是熟練掌握ε＝hν和c＝λν及E＝Pt＝nε等關(guān)系式。[針對訓(xùn)練2]硅光電池是將光輻射的能量轉(zhuǎn)化為電能。若有N個(gè)波長為λ0的光子打在硅光電池極板上，這些光子的總能量為(h為普朗克常量，c為真空中的光速)()答案B[針對訓(xùn)練3]神光“Ⅱ”裝置是我國規(guī)模最大、國際上為數(shù)不多的高功率固體激光系統(tǒng)，利用它可獲得能量為2400J、波長λ為0.35μm的紫外激光，已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，則該紫外激光所含光子數(shù)為多少個(gè)？(保留2位有效數(shù)字)答案4.2×1021個(gè)13.5能量量子化—【新教材】人教版（2019）高中物理必修第三冊課件(共25張PPT)13.5能量量子化—【新教材】人教版（2019）高中物理必修第三冊課件(共25張PPT)[歸納]1.當(dāng)電子在不同軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，原子處于不同的狀態(tài)，原子在不同的狀態(tài)中具有不同的能量，即原子的能量是量子化的，這些量子化的能量值叫作能級，原子具有確定能量的穩(wěn)定狀態(tài)，稱為定態(tài)。能量最低的狀態(tài)叫作基態(tài)，其他的能量狀態(tài)叫作激發(fā)態(tài)。2.處于激發(fā)態(tài)的原子是不穩(wěn)定的，它會自發(fā)地向較低能級躍遷，經(jīng)過一次或幾次躍遷到達(dá)基態(tài)。當(dāng)原子從能量較高的定態(tài)(其能量記為Em)躍遷到能量較低的定態(tài)(其能量記為En，m>n)時(shí)，會放出能量為hν的光子，該光子的能量hν＝Em－En，能級差越大，放出光子的頻率就越高。要點(diǎn)對能級及能級躍遷的理解13.5能量量子化—【新教材】人教版（2019）高中物理必修第三冊課件(共25張PPT)13.5能量量子化—【新教材】人教版（2019）高中物理必修第三冊課件(共25張PPT)[典型例題][例4]

氫原子基態(tài)的能量為E1＝－13.6eV。大量氫原子處于某一激發(fā)態(tài)。由這些氫原子可能發(fā)出的所有的光子中，頻率最大的光子能量為－0.96E1，在原子所在激發(fā)態(tài)能量為________eV(保留2位有效數(shù)字)。

解析頻率最大的光子能量為－0.96E1，即En－(－13.6eV)＝－0.96×(－13.6eV)，解得En＝－0.54eV。

答案－0.5413.5能量量子化—【新教材】人教版（2019）高中物理必修第三冊課件(共25張PPT)13.5能量量子化—【新教材】人教版（2019）高中物理必修第三冊課件(共25張PPT)1.漢字的亦文亦圖性質(zhì)，導(dǎo)致它的表意功能和美學(xué)功能無法截然分開。漢字一直保持著對稱平衡的形態(tài)，與其最初扮演的“飾”的角色有相當(dāng)關(guān)系。如果沒有在青銅器上度過自己的童年，中國的書法藝術(shù)很可能跳不出美術(shù)字的窠臼，無從獲得那種自由奔放的生命感和力量感。2.對于這種能力，人們普遍存在一種疑問，即為什么只有一部分人會發(fā)生聯(lián)覺現(xiàn)象。一些人用基因來解釋這個(gè)問題。有研究者已經(jīng)注意到，如果一個(gè)家族中有一人具有聯(lián)覺能力，那么很可能會出現(xiàn)更多這樣的人。3.科學(xué)研究指出，聯(lián)覺現(xiàn)象大多出現(xiàn)在數(shù)學(xué)較差的人身上，此外，左撇子、方向感較差以及有過預(yù)知經(jīng)歷的人也通常會出現(xiàn)聯(lián)覺現(xiàn)象。也有人認(rèn)為，聯(lián)覺能力與一個(gè)人的創(chuàng)造力有關(guān)，許多著名的科學(xué)家和藝術(shù)家都具備聯(lián)覺能力。4.聯(lián)覺現(xiàn)象對于人類認(rèn)知和意識行為的研究，具有特殊意義。許多專家指出，聯(lián)覺現(xiàn)象的研究為找到比喻和語言能力的神經(jīng)學(xué)基礎(chǔ)打開了大門。一些針對聯(lián)覺現(xiàn)象的研究提出，使聲音和物體形狀之間建立聯(lián)系的能力可以成為語言和抽象思維發(fā)展的一粒種子。5.真理總是越辯越明。曾幾何時(shí)，方言的存廢問題，曾經(jīng)引起激烈爭議，但爭論至今，越來越多的人逐漸達(dá)成共識：推廣普通話很重要，保護(hù)方言也很重要，二者并不是非此即彼的關(guān)系。6.方言俗稱地方話，是語言的變體，只通行于一定的地域，它不是獨(dú)立于民族語之外的另一種語言，而只是局部地區(qū)使用的語言。根據(jù)性質(zhì)，方言可分地域方言和社會方言，地域方言是語言因地域方面的差別而形成的變體，是全民語言的不同地域上的分支，是語言發(fā)展不平衡性在地域上的反映。7.社會方言是同一地域的社會成員因?yàn)樗诼殬I(yè)、階層、年齡、性別、文