人教版（2019）高一物理必修第三册 13.5能量量子化 课件(共18张PPT)

1、在此输入您的封面副标题1400K800K1000K1200K例如，铁块随着温度升高： 现象：不发光不发光暗红暗红 赤红赤红 橘红橘红 黄白色黄白色表明：铁块辐射电磁波1 1、 一切物体，在任何温度下都在辐射各种波长的电磁波，这种辐射与物一切物体，在任何温度下都在辐射各种波长的电磁波，这种辐射与物体的温度有关体的温度有关, ,故称为故称为热辐射热辐射。热辐射热辐射辐射电磁波的特性与辐射电磁波的特性与温度有关温度有关。一、热辐射热辐射强度按波长热辐射强度按波长(频率频率)的分布和温度有关，的分布和温度有关， 高温物体发出的是高温物体发出的是紫外光。紫外光。炽热物体发出的是炽热物体发出的是可见光，可

2、见光，低温物体发出的是低温物体发出的是红外光，红外光， 温度温度 短波长的电磁波的比例短波长的电磁波的比例 。2、任何物体（气、液、固）在任何温度下，任何物体（气、液、固）在任何温度下，都会有热辐射。都会有热辐射。热辐射波谱是热辐射波谱是连续谱，连续谱，各种波长各种波长(频率频率)都有，都有，但是强度不同。但是强度不同。3、平衡热辐射：加热一物体、平衡热辐射：加热一物体 物体的温度恒定时物体的温度恒定时物体所吸收的能量等于物体所吸收的能量等于在同一时间内辐射的能量这时得到的辐射称为平衡热辐射在同一时间内辐射的能量这时得到的辐射称为平衡热辐射。不透明的材料制成带小孔的的空不透明的材料制成带小孔的

3、的空腔腔, ,可近似看作黑体可近似看作黑体。1.1.理想的热辐射体是理想的热辐射体是“绝对黑体绝对黑体”，简称，简称“黑体黑体”，它能完全吸收各种，它能完全吸收各种波长的辐射能而不发生反射，折射和透射波长的辐射能而不发生反射，折射和透射. .二、黑体及黑体辐射带小孔的不透明空腔带小孔的不透明空腔带带小洞的炼钢炉小洞的炼钢炉向远处观察打开的向远处观察打开的窗子近似黑体窗子近似黑体平衡态时黑体辐射只依赖平衡态时黑体辐射只依赖于物体的温度于物体的温度, ,与构成黑与构成黑体的材料形状无关。体的材料形状无关。二、黑体及黑体辐射3.说明：说明：黑体是个理想化的模型。黑体是个理想化的模型。例：例：开开小洞

4、小洞的炼钢炉，远处的窗口等可近似看作黑体。的炼钢炉，远处的窗口等可近似看作黑体。 对于黑体，在相同温度下的辐射规律是相同的。对于黑体，在相同温度下的辐射规律是相同的。一般物体的辐射一般物体的辐射与温度、材料、表面状况与温度、材料、表面状况有关，但黑体辐射电磁波的有关，但黑体辐射电磁波的强度按波长的分布强度按波长的分布只与黑体的温度有关只与黑体的温度有关。三、黑体辐射的实验规律 研究黑体辐射的规律是了解一般物体热辐射性质的基础。研究黑体辐射的规律是了解一般物体热辐射性质的基础。 1、测量黑体辐射的实验原理图、测量黑体辐射的实验原理图： 加热空腔使其温度升高，空腔就成了不同温度下的黑体，从小孔向外

5、的加热空腔使其温度升高，空腔就成了不同温度下的黑体，从小孔向外的辐射就是黑体辐射。辐射就是黑体辐射。T平行光管三棱镜三、黑体辐射的实验规律辐射强度:单位时间内从物体单位面积上所发射的各种波长的总辐射能，称为辐射强度。发现：发现：随温度的升高随温度的升高各种波长的辐射强度都在增加；各种波长的辐射强度都在增加； 辐射强度的最大值向短波方向移动辐射强度的最大值向短波方向移动三、能量子：超越牛顿的发现1 1、普朗克能量子假说、普朗克能量子假说 振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值的整数倍，当带的整数倍，当带电微粒辐射或吸收能量时，也是电微粒辐射或吸收能量

6、时，也是以这个最小能量为单位一份一份地以这个最小能量为单位一份一份地辐射或吸收的辐射或吸收的。这个不可再分的。这个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。 在微观世界中在微观世界中能量不能连续变化能量不能连续变化，只能取分立值，这种现象叫，只能取分立值，这种现象叫做做能量的量子化能量的量子化能量能量量子量子经典经典三、能量子：超越牛顿的发现 1900年10月19日，普朗克在德国物理学会会议上提出一个黑体辐射公式M.Planck 德国人 18581947焦 秒-34h = 6.62610 （1 1）光电效应：）光电效应：照射到金属表面的光照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表能使金

7、属中的电子从表面逸出。这个现象叫面逸出。这个现象叫光电效应光电效应，这种电子常被称为，这种电子常被称为光电子。光电子。三、能量子：超越牛顿的发现2 2、光子、光子（2）光子：）光子：光本身是由一个个不可分割的能光本身是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为量子组成的，频率为的光的能量子为的光的能量子为h，是，是普朗克常量，这些能量叫普朗克常量，这些能量叫光子。光子。hE 四、能级巴巴耳耳末末系系- -13.6 eV- -3.40 eV- -1.51 eV- -0.85 eV- -0.54 eV 0n=1n=2n=3n=4n=5n= 由由量子力学量子力学得出的氢原子能级图得出的氢原子能级图1、能

8、级能级: 微观世界中能量取值分立的观微观世界中能量取值分立的观念也适用于原子系统，原子的能量是量子念也适用于原子系统，原子的能量是量子化的。这些量子化的能量叫做能级。化的。这些量子化的能量叫做能级。高能级高能级: 能量较高的能级能量较高的能级 低能级低能级: 能量较低的能级能量较低的能级基能级基能级: 能量最低的能级能量最低的能级 (相应的状态称相应的状态称基态基态） 激发能级激发能级: 能量高于基能级的其它所有能级能量高于基能级的其它所有能级(相应状态称相应状态称激发态激发态) 四、能级2、能级跃迁、能级跃迁 原子从较高的激发态向较低的激发态或基态跃迁的过程，是辐射能量的过程，这原子从较高的

9、激发态向较低的激发态或基态跃迁的过程，是辐射能量的过程，这个能量以光子的形式辐射出去，这就是原子发光现象。个能量以光子的形式辐射出去，这就是原子发光现象。 从高能级向低能级跃迁时放出光子；从低能级向高能级跃迁时可能是吸收光子，也从高能级向低能级跃迁时放出光子；从低能级向高能级跃迁时可能是吸收光子，也可能是由于碰撞、加热等方式来传递能量。可能是由于碰撞、加热等方式来传递能量。 由于原子的能级是分立的，所以放出的光子的能量也是分立的，原子的发射光谱由于原子的能级是分立的，所以放出的光子的能量也是分立的，原子的发射光谱只有一些分立的亮线只有一些分立的亮线【例例2】炼钢工人通过观察炼钢炉内的颜色，就炼钢工人通过观察炼钢炉内的颜色，就可以估计出炉内的温度，这是根据什么道理可以估计出炉内的温度，这是根据什么道理? 答案答案 根据热辐射的规律可知，当物体的温度根据热辐射的规律可知，当物体的温度升高时，热辐射中较短波长的成分越来越强，升高时，热辐射中较短波长的成分越来越强