必修二　6.2　量子世界ppt课件

1、第二节：第二节：量子世界量子世界察看与思索： 1、小实验:为什么能丈量人体温度？ 2、察看景象、思索问题： 灯丝温度、发光情况有什么变化？这种变化蕴藏着什么规律？ 任何物体在任何温度下都要发射各种波长的电任何物体在任何温度下都要发射各种波长的电磁波，并且其辐射能量的大小及辐射能量按波长的磁波，并且其辐射能量的大小及辐射能量按波长的分布都与温度有关。分布都与温度有关。1.1.热辐射景象热辐射景象 这种由于物质中的分子、原子遭到热激发而发射这种由于物质中的分子、原子遭到热激发而发射电磁波的景象称为热辐射。电磁波的景象称为热辐射。人体热辐射的红外线这是一组家用LED灯，可经过各种新方式来改动灯的颜色

2、和效果 颜色越红表示温度越高，颜色越蓝温度越低. .物体在任何温度下都会辐射能量。物体在任何温度下都会辐射能量。留留意意. .物体既会辐射能量，也会吸收能物体既会辐射能量，也会吸收能量。物体在某个频率范围内发射电量。物体在某个频率范围内发射电磁波才干越大，那么它吸收该频率磁波才干越大，那么它吸收该频率范围内电磁波才干也越大。范围内电磁波才干也越大。 超高压灯：不同的颜色代表不同的温度，箭头代表气体流动的方向。二、紫外灾难二、紫外灾难阅读教材、讨论交流：学生阅读教材、讨论交流：学生阅读课本知识点一：阅读课本知识点一：“紫外紫外灾难。小组讨论上述实验灾难。小组讨论上述实验景象。景象。维恩实际值维恩

3、实际值),(0TM实验实验T=1646k瑞利瑞利-琼斯琼斯三、不延续的能量 物体经过辐射所放出的能量物理学家根据经典实际得出的黑体辐射强度与辐射波长、温度关系的曲线和实验得到的曲线不吻合，阐明研讨所遇到的极大困难，提出普朗克的量子假说。 阅读教材：学生阅读课本知识点二：“不延续的能量。并回答“量子假说的要点。. .金属空腔壁中电子的振动可视为一维谐振子。这些金属空腔壁中电子的振动可视为一维谐振子。这些振子可以吸收或辐射能量。对频率为振子可以吸收或辐射能量。对频率为 的谐振子，它的谐振子，它具有的最小能量是具有的最小能量是h h ，能具有的其它能量值是，能具有的其它能量值是h h 的的整数倍。整

4、数倍。. .空腔壁上带电谐振子所吸收或发射的能量是空腔壁上带电谐振子所吸收或发射的能量是 h h 的的整数倍。整数倍。nhE )3 , 2 , 1(nsJ10626.634h普朗克常数普朗克常数* * 振子只能一份一份地按不延续方式辐射或吸收能量。振子只能一份一份地按不延续方式辐射或吸收能量。 * *能量是分立的，不是延续的。存在着能量的最小单能量是分立的，不是延续的。存在着能量的最小单元能量子元能量子=h=h ) )； 为了可以从实际上推导出这个公式，普朗克提出为了可以从实际上推导出这个公式，普朗克提出了一个与经典物理学概念截然不同的了一个与经典物理学概念截然不同的“ “能量子假设：能量子假

5、设： 量子假说：辐射是不延续的，是一份一份地进展，每一份能量称为一个量子，辐射的总能量E为量子的整数倍，量子的能量与频率 成正比，与波长成反比。 由于量子的能量相对于宏观物体的动能或势能来说，是非常微小的，完全可以被忽略。所以宏观物体如铅球沿斜面滚下时的动能或势能都是延续变化的。 可是在微观世界中，能量是量子化的。显然量子实际与经典力学的延续观念是不同的，这极大地深化了人类对物质世界的认识。 练习1：红、橙、黄、绿四种光的频率逐渐增大，那么这四种光每份能量最小的是 A、红光；B、橙光；C、黄光；D、绿光。 练习2：氦氖激光器发射波长为632810-10m 的单色光，试计算这种光的一个光子的能量

6、为多少？假设该激光器的发光功率为18mw，那么每秒钟发射多少个光子？ 例题：根据量子实际，光子的能例题：根据量子实际，光子的能量量 ，其中，其中c c为真空中的光速、为真空中的光速、 为光的频率、为光的频率、为光的波长，普朗克常数取为光的波长，普朗克常数取 知太阳光垂直照射时，每平方米面积上的辐射功知太阳光垂直照射时，每平方米面积上的辐射功率为率为P=1.35kwP=1.35kw。假设太阳辐射的平均波长为。假设太阳辐射的平均波长为 那么在垂直于太阳光的那么在垂直于太阳光的S = 1 m2S = 1 m2面积上，每秒钟面积上，每秒钟内可以接纳到多少个光子？内可以接纳到多少个光子？ 解析：依题意，

7、太阳光平均一个光子的能量为解析：依题意，太阳光平均一个光子的能量为 在在1 m21 m2面积上，面积上，1s1s内得到的阳光总能量为内得到的阳光总能量为 得到的光子个数得到的光子个数 1.1.丈量黑体温度丈量黑体温度 在实验室或工厂的高温炉子上开一小孔，小孔可看作在实验室或工厂的高温炉子上开一小孔，小孔可看作黑体，由小孔的热辐射特性，就可以确定炉内的温度。黑体，由小孔的热辐射特性，就可以确定炉内的温度。2.2.光学高温计光学高温计-光测高温光测高温高温炉高温炉灯丝灯丝目镜目镜聚焦透镜聚焦透镜调理调理R R，当灯丝温度，当灯丝温度 炉温时，灯丝在炉孔像炉温时，灯丝在炉孔像的背景上显示出亮线。的背景上显示出亮线。当灯丝温度当灯丝温度 炉温时，灯丝在炉孔像的背景上显示出炉温时，灯丝在炉孔像的背景上显