2022-2023学年新教材高中物理第13章电磁感应与电磁波初步5能量量子化课件新人教版必修第三册

1、第十三章电磁感应与电磁波初步5能量量子化课前预习反馈课内互动探究课堂达标检测目标体系构建核心素养提升目标体系构建1知道热辐射、黑体辐射的概念。2了解普朗克的能量子假设和爱因斯坦的光子假设。3了解原子能级及能级跃迁规律。【学习目标】【思维脉络】课前预习反馈 1热辐射的概念：物体具有的与_有关的辐射电磁波的方式。2热辐射规律：物体在室温时，热辐射的主要成分是波长_的电磁波，当温度升高时，热辐射中波长较_的成分越来越强。3黑体：能够完全吸收入射的各种波长的_而不发生_的物体。4黑体辐射规律：黑体虽然不反射电磁波，但是却可以向外辐射电磁波，而且辐射电磁波的强度按_的分布只与它的_有关。知识点 1热辐射

2、温度较长短电磁波反射波长温度1定义：振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值的_倍。这个不可再分的最小能量值叫做能量子。2能量子的大小：_，其中_是电磁波的频率，h是一个常量，称为普朗克常量。3普朗克认为微观粒子的能量是_的，是不连续(分立)的。4爱因斯坦的光子说：光是一个个不可分割的能量子组成的，频率为的光的能量子为_，这些能量子被叫作_。知识点 2能量子整数h量子化h光子1定义：原子的能量是_的，这些_的能量值叫作能级。2原子的稳定性：原子处于能量最低的状态时最稳定，原子处于能量较高的状态时不稳定，会自发地向能量较低的能级跃迁，放出_。3能级跃迁规律：原子从高能级态向低能级态跃迁时放出的

3、光子的能量_前后两个能级之差。4原子的发射光谱的特征：原子的能级是分立的，放出的光子的能量也是分立的，因此，原子的发射光谱只有一些_的亮线。知识点 3能级量子化量子化光子等于分立预习自测判一判(1)只有高温的物体才会热辐射。()(2)热辐射的辐射强度按波长的分布情况随温度的变化而有所不同。()(3)黑体就是指黑色的物体。()(4)普朗克认为带电微粒的能量是量子化的。()(5)原子处于最低能级时最稳定。()(6)原子发生能级跃迁时要放出光子。()A想一想很多地方用红外热像仪监测人的体温，只要被测者从仪器前走过，便可知道他的体温是多少，你知道其中的道理吗？答案：根据热辐射规律可知，人的体温的高低，

4、直接决定了这个人辐射的红外线的频率和强度。通过监测被测者辐射的红外线的情况就知道这个人的体温。课内互动探究有经验的炼钢工人，通过观察炼钢炉内的颜色，就可以估计出炉内的大体温度，这是根据什么道理？提示：热辐射与温度有关。热辐射情景导入探究 一1热辐射(1)定义：我们周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关，所以叫作热辐射。太阳、白炽灯中光的发射就属于热辐射。(2)特点：热辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而有所不同。要点提炼2对黑体的理解绝对的黑体实际上是不存在的，但可以用某装置近似地代替。如图所示，如果在一个空腔壁上开一个小孔，那么射入小孔的电磁波在空腔内表面会发生多次反射和吸

5、收，最终不能从空腔射出，这个小孔就成了一个绝对黑体。3一般物体与黑体的比较热辐射特点吸收、反射特点一般物体辐射电磁波的情况与温度有关，与材料的种类及表面状况有关既吸收，又反射，其能力与材料的种类及入射光波长等因素有关黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关完全吸收各种入射电磁波，不反射2020年疫情期间，很多地方用红外线热像仪监测人的体温，只要被测者从仪器前走过，便可知道他的体温是多少，关于其中原理，下列说法正确的是()A人的体温会影响周围空气温度，仪器通过测量空气温度便可知道人的体温B仪器发出的红外线遇人反射，反射情况与被测者的温度有关C被测者会辐射红外线，辐射强度以及按波长的分布

6、情况与温度有关，温度高时辐射强且较短波长的成分强D被测者会辐射红外线，辐射强度以及按波长的分布情况与温度有关，温度高时辐射强且较长波长的成分强典例1典例剖析C思路引导：在任何温度下，任何物体都会发射电磁波，其辐射强度按波长的分布情况随物体的温度高低而不同。要理解热辐射的这种特征。解析：根据辐射规律可知，随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加；随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。人的体温的高低，直接决定了这个人辐射的红外线的频率和强度，通过监测被测者辐射的红外线的情况就可知道这个人的体温，C正确。1(多选)下列说法正确的是()A物体在某一温度下只能辐射某一固定波长的电磁波B当

7、铁块呈现黑色时，说明它的温度不太高C当铁块的温度较高时会呈现赤红色，说明此时辐射的电磁波中该颜色的光强度最强D早、晚时分太阳呈现红色，而中午时分呈现白色，说明中午时分太阳温度最高对点训练BC解析：物体在某一温度下能辐射不同波长的电磁波，A错误；铁块呈现黑色，是由于它的辐射强度的极大值对应的波长段在红外部分，甚至波长更长，说明它的温度不太高，当铁块的温度较高时铁块呈现赤红色，说明此时辐射的电磁波中该颜色的光强度最强，故B、C正确；太阳早、晚时分呈现红色，而中午时分呈现白色，是大气吸收与反射了部分光的原因，不能说明中午时分太阳温度最高，D错误。由能量量子化假说可知，能量是一份一份的，而不是连续的，

8、在宏观概念中，举一些我们周围不连续的实例。提示：人的个数，自然数，汽车等。能量子和能级情景导入探究 二1能量子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。h6.631034 Js2量子化现象在微观世界中物理量分立取值的现象称为量子化现象。要点提炼3能级(1)当电子在不同轨道上运动时，原子处于不同的状态，原子在不同的状态中具有不同的能量，即原子的能量是量子化的，这些量子化的能量值叫作能级。(2)物体在发射或接收能量的时候，只能从某一能级“飞跃”到另一能级，而不可能停留在

9、不符合这些能级的任何一个中间状态。(3)在宏观尺度内研究物体的运动时我们可以认为：物体的运动是连续的，能量变化是连续的，不必考虑量子化；在研究微观粒子时必须考虑能量量子化。(2021天津市南开中学高二上学期期中)人眼对绿光最为敏感，正常人的眼睛接收到波长为530 nm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6.631034 Js，光速为3.0108 m /s，则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是()A2.31018 WB3.81019 WC7.01010 WD1.21018 W典例 2典例剖析A思路引导：解决此类题目的关键是熟练掌握h和c及EPtn等关系式。2

10、“神光装置”是目前我国规模最大的高功率固体激光系统，利用它可获得能量为2 400 J、波长0.35 m的紫外激光。已知普朗克常量h6.631034 Js，则该紫外激光所含光子数为多少？(真空中光速c3108 m/s)答案：4.231021个对点训练核心素养提升1任何物体在任何温度下都会发生热辐射，这是由于物体中分子、原子受到激发会发射电磁波。2热辐射是热能转化为电磁能的过程。3除了热辐射外，物体表面还会吸收和反射外界射来的电磁波(如图所示)，除光源外，常温下我们看到的物体的颜色就是反射光的颜色。理解热辐射的关键点(2021云南省云天化中学高二春季开学试题)关于对热辐射认识，下列说法中正确的是(

11、)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辐射电磁波的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案例B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；辐射电磁波的情况与物体的温度有关，与材料种类及表面状况也有关，C错误；常温下看到的物体的颜色是反射光的颜色，D错误。课堂达标检测1(2021北京市昌平区高二上学期期中)以下宏观概念中，属于“量子化”的是()A物体的长度B物体所受的重力C物体的动能D人的个数解析：人数的数值只能取正整数，不能取分数或小数，因而是不连续的，是量子化的。其他三个物理量在宏观世界中的数值都可以取小数或分数，甚至取无理数也可以，因而是连续的，非量子化的。故只有D正确。D2(2021山东省昌乐二中高二上学期检测)近年来军事行动中，士兵都佩戴“红外夜视仪”，在夜间也能清楚地看清目标，主要是因为()A“红外夜视仪”发射出强大的红外线，照射被视物体B一切物体均在不停地辐射红外线C一切高温物体均在不停地辐射红外线D“红外夜视仪”发射出X射线，被照射物体受到激发而发出红外线B解析：一切物体都在不停地向外辐射红外线，不同物体辐射出来的红外线不同，采用“红外夜视仪”可以清楚地分辨出物体的形状、大小和位置，不受白天和夜晚的影响，即可确认出