高中物理 第十七章 波粒二象性 1 能量量子化课件 新人教版选修35.ppt

波粒二象性 第十七章 1 能量量子化 自学线索 学基础导学 1 热辐射 周围的一切物体都在辐射 这种辐射与 有关 所以叫热辐射 一 黑体与黑体辐射 电磁波 物体温度 2 黑体 某种物体能够完全 入射的各种波长的电磁波而不发生 这种物体就是绝对黑体 简称黑体 3 黑体辐射的特性 黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的 有关 4 一般材料物体的辐射规律辐射电磁波的情况除与 有关外 还与材料的种类及表面状况有关 吸收 反射 温度 温度 5 黑体辐射的实验规律黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的 有关 如图所示 1 随着温度的升高 各种波长的辐射强度都 2 随着温度的升高 辐射强度的极大值向波长较 的方向移动 温度 有增加 短 1 定义 普朗克认为 带电微粒的能量只能是某一最小能量值 的 当带电微粒辐射或吸收能量时 也是以这个最小能量值为单位 地辐射或吸收的 这个不可再分的最小能量值 叫做能量子 2 能量子大小 h 其中 是电磁波的频率 h称为 常量 h 6 626 10 34j s 一般取h 6 63 10 34j s 3 能量的量子化在微观世界中能量是 的 或者说微观粒子的能量是 的 二 能量子 整数倍 一份一份 普朗克 量子化 分立 讲要点例析 对黑体及黑体辐射的理解 热辐射不一定要高温 任何温度的物体都发出一定的热辐射 只是温度低时辐射弱 温度高时辐射强 黑体是一个理想化的物理模型 实际不存在 黑体看上去不一定是黑的 有些可看作黑体的物体由于自身有较强的辐射 看起来还会很明亮 关于对黑体的认识 下列说法正确的是 a 黑体只吸收电磁波 不反射电磁波 看上去是黑的b 黑体辐射电磁波的强度按波长的分布除与温度有关外 还与材料的种类及表面状况有关c 黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关 与材料的种类及表面状况无关d 如果在一个空腔壁上开一个很小的孔 射入小孔的电磁波在空腔内表面经多次反射和吸收 最终不能从小孔射出 这个空腔就成了一个黑体 解析 对选项逐个分析答案 c 黑体完全吸收电磁波而不反射 同时其本身也辐射电磁波 黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关 与其他因素无关 解析 根据黑体辐射的实验规律和题图知 a正确 b错误 温度升高时 辐射强度的极大值向波长较短的方向移动 c正确 d错误 答案 ac 能量子的有关计算问题 1 对能量子的理解 物体热辐射所发出的电磁波是通过内部的带电谐振子向外辐射的 谐振子的能量是不连续的 只能是h 的整数倍 h 称为一个能量子 其中 是谐振子的振动频率 h是一个常数 称为普朗克常量 2 能量子假说的意义 可以非常合理地解释某些电磁波的辐射和吸收的实验现象 氦 氖激光器发出波长为633nm的激光 当激光器的输出功率为1mw时 每秒发出的能量子数为 a 2 2 1015b 3 2 1015c 2 2 1014d 3 2 1014答案 b 能量子与功率 波长 波速和频率关系综合出题是本节一种重要题型 要熟练掌握e pt n h c 等关系 这是解决此类问题的关键 2 1一激光器发光功率为p 发出的激光在折射率为n的介质中波长为 若在真空中速度为c 普朗克常量为h 则下列叙述正确的是 答案 ac 思考与讨论 教材p27 1 在火炉旁边有什么感觉 2 投在炉中的铁块一开始是什么颜色 过一会儿又是什么颜色 点拨 1 在火炉旁边会感到很热 这是因为火炉不断地向外辐射能量 2 投在炉中的铁块一开始是黑色 过一会儿随着温度的升高 铁块逐渐变为红色 这是因为同一物体热辐射的强度与温度有关 思考与讨论 教材p27一座建设中的楼房还没有安装窗子 尽管室内已经粉刷 如果从远处观察 把窗内的亮度与楼房外墙的亮度相比 你会发现什么 为什么 点拨 从远处观察 会发现窗内的亮度与楼房外墙的亮度相比 窗内很暗 这是因为从外界来的光线 经窗口射入室内 大部分光线要在室内经过多次反射 才可能有机会射出窗口 在多次反射的过程中 大部分光线被吸收掉 再从窗口射出的光线将是很少的 练随堂演练 1 关于对热辐射的认识 下列说法中正确的是 a 热的物体向外辐射电磁波 冷的物体只吸收电磁波b 温度越高 物体辐射的电磁波越强c 辐射强度按波长的分布情况只与物体的温度有关 与材料种类及表面状况无关d 常温下我们看到的物体的颜色就是物体辐射电磁波的颜色 解析 一切物体都不停地向外辐射电磁波 且温度越高 辐射的电磁波越强 a错误 b正确 选项c是黑体辐射的特性 c错误 常温下看到的物体的颜色是反射光的颜色 d错误 答案 b 2 下列叙述正确的是 a 一切物体都在辐射电磁波b 一般物体辐射电磁波的情况只与温度有关c 黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关d 黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波解析 根据热辐射的定义 a正确 根据热辐射和黑体辐射的特点知一般物体辐射电磁波的情况除与温度有关外 还与材料种类和表面状况有关 而黑体辐射只与黑体的温度有关 b错误 c正确 根据黑体的定义知d正确 答案 acd 3 关于对普朗克能量子假说的认识 下列说法正确的是 a 振动着的带电微粒的能量只能是某一能量值 b 带电微粒辐射或吸收的能量只能是某一最小能量值的整数倍c 能量子与电磁波的频率成正比d 这一假说与现实世界相矛盾 因而是错误的解析 根据普朗克能量子假说知 a错误 b c正确 普朗克能量子假说反映的是微观世界的特征 不同于宏观世界 d错误 答案 bc 4 人眼对绿光最为敏感 正常人的眼睛接收到波长为530nm的绿光时 只要每秒有6个绿光的光子射入瞳孔 眼睛就能察觉 普朗克常量为6 63 10 34j s 光速为3 0 108m s 则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是 a 2 3 10 18wb 3 8 10 1