教科版高中物理选修3-5课件-4-量子概念的诞生课件(教科)

第四单元·波粒二象性量子概念的诞生第四单元·波粒二象性量子概念的诞生1量子概念的诞生[先填空]1．热辐射我们周围的一切物体都在以_________的形式向外辐射能量，而且辐射强度随波长如何分布都与物体的_____相关，所以物理上把这种辐射称为热辐射，物体热辐射中随温度的升高，辐射的___________的电磁波的成分越来越强．电磁波温度较短波长量子概念的诞生[先填空]电磁波温度较短波长2生活中的热辐射现象都表现在哪里：运动时人体各部分温度分布钢水生活中的热辐射现象都表现在哪里：运动时人体各部分温度分布钢水32．黑体与黑体辐射(1)黑体：如果某物体能够_______吸收外来电磁波而不发生反射，这种物体就称为___________，简称_________．(2)黑体辐射的实验规律①一般材料的物体，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．②黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的_________有关．随着温度的升高，一方面，各种波长的辐射强度都有__________；另一方面，辐射强度的极大值向_____________的方向移动．全部绝对黑体黑体温度温度增加波长较短2．黑体与黑体辐射全部绝对黑体黑体温度温度增加波长较短4(3)维恩和瑞利的理论解释①建立理论的基础：依据经典理论的知识寻求黑体辐射的理论解释．②维恩公式：在___________与实验非常接近，在_________则与实验偏离很大．③瑞利公式：在____________与实验基本一致，但在___________与实验严重不符，由理论得出的荒谬结果被称为“紫外灾难”．短波区长波区长波区短波区(3)维恩和瑞利的理论解释短波区长波区长波区短波区53．普朗克提出的能量子的概念(1)普朗克的假设振动的带电谐振子具有的能量是不连续的，只能取一些分立的值，即En＝_________(n＝1,2,3，…)，即能量E只能取hν的整数倍，最小的一份能量ε＝hν称为_________，式中ν是谐振动的频率，h是一个常数，称为普朗克常量(2)普朗克理论的意义①利用___________的假设，普朗克推导出了与实验相符的公式(即普朗克公式)成功的解决了黑体辐射问题．②普朗克在1900年把能量子列入物理学，正确地破除了“________________”的传统观念，成为新物理学思想的基石之一．能量子能量子能量连续变化3．普朗克提出的能量子的概念能量子能量子能量连续变化6[再判断]1．能吸收各种电磁波而不反射电磁波的物体叫黑体．()2．温度越高，黑体辐射电磁波的强度越大．()3．微观粒子的能量只能是能量子的整数倍．()4．能量子的能量不是任意的，其大小与电磁波的频率成正比．()5．光滑水平桌面上匀速运动的小球的动能也是量子化的．()[后思考]1．黑体是指黑颜色的物体吗？2．为了得出同实验相符的黑体辐射公式，普朗克提出了什么样的观点？√√√√×【提示】黑体不是指黑颜色的物体，是指能完全吸收电磁波的物体．【提示】普朗克提出了量子化的观点．量子化是微观世界的基本特点，其所有的变化都是不连续的．[再判断]√√√√×【提示】黑体不是指黑颜色的物体，是指能71．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4­1­1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收，最终不能从空腔射出，这个小孔就成了一个绝对黑体．图4­1­11．对黑体的理解图4­1­182．一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2．一般物体与黑体的比较热辐射特点吸收、反射特点辐射电磁波的93.黑体辐射的实验规律(1)温度一定时，黑体辐射强度随波长的分布有一个极大值．(2)随着温度的升高①各种波长的辐射强度都有增加；②辐射强度的极大值向波长较短的方向移动．如图4­1­2所示．3.黑体辐射的实验规律104．普朗克的量子化假设的意义(1)普朗克的能量子假设，使人类对微观世界的本质有了全新的认识，对现代物理学的发展产生了革命性的影响，成为物理学发展史上一个重大转折点．(2)普朗克常量h是自然界最基本的常量之一，它体现了微观世界的基本特征．4．普朗克的量子化假设的意义111．(多选)黑体辐射的实验规律如图4­1­3所示，由图可知()

A．随温度升高，各种波长的辐射强度都增加B．随温度降低，各种波长的辐射强度都增加C．随温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动D．随温度降低，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动图4­1­3【解析】由图可知，随温度升高，各种波长的辐射强度都增加，且辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，当温度降低时，上述变化都将反过来，故A、C、D正确，B错误．ACD1．(多选)黑体辐射的实验规律如图4­1­3所示，由图可知(122．(多选)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．一般物体辐射电磁波的情况只与材料有关D．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关【解析】根据热辐射定义知A对；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，而黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关，B、C错、D对．AD2．(多选)下列叙述正确的是()【解析】根据热辐133．氦氖激光器发射波长为6328A。的单色光，试计算这种光的一个光子的能量为多少？若该激光器的发光功率为18mW，则每秒发射多少个光子？3．氦氖激光器发射波长为6328A。的单色光，试计算这种14【解析】根据爱因斯坦光子学说，光子能量E＝hν，而λν＝c，所以：因为发光功率已知，所以1s内发射的光子数为：【解析】根据爱因斯坦光子学说，光子能量E＝hν，15教师指津电磁波的辐射和吸收(1)比较辐射、吸收首先要分清是黑体还是一般物体．(2)随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动．(3)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．教师指津16第四单元·波粒二象性量子概念的诞生第四单元·波粒二象性量子概念的诞生17量子概念的诞生[先填空]1．热辐射我们周围的一切物体都在以_________的形式向外辐射能量，而且辐射强度随波长如何分布都与物体的_____相关，所以物理上把这种辐射称为热辐射，物体热辐射中随温度的升高，辐射的___________的电磁波的成分越来越强．电磁波温度较短波长量子概念的诞生[先填空]电磁波温度较短波长18生活中的热辐射现象都表现在哪里：运动时人体各部分温度分布钢水生活中的热辐射现象都表现在哪里：运动时人体各部分温度分布钢水192．黑体与黑体辐射(1)黑体：如果某物体能够_______吸收外来电磁波而不发生反射，这种物体就称为___________，简称_________．(2)黑体辐射的实验规律①一般材料的物体，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．②黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的_________有关．随着温度的升高，一方面，各种波长的辐射强度都有__________；另一方面，辐射强度的极大值向_____________的方向移动．全部绝对黑体黑体温度温度增加波长较短2．黑体与黑体辐射全部绝对黑体黑体温度温度增加波长较短20(3)维恩和瑞利的理论解释①建立理论的基础：依据经典理论的知识寻求黑体辐射的理论解释．②维恩公式：在___________与实验非常接近，在_________则与实验偏离很大．③瑞利公式：在____________与实验基本一致，但在___________与实验严重不符，由理论得出的荒谬结果被称为“紫外灾难”．短波区长波区长波区短波区(3)维恩和瑞利的理论解释短波区长波区长波区短波区213．普朗克提出的能量子的概念(1)普朗克的假设振动的带电谐振子具有的能量是不连续的，只能取一些分立的值，即En＝_________(n＝1,2,3，…)，即能量E只能取hν的整数倍，最小的一份能量ε＝hν称为_________，式中ν是谐振动的频率，h是一个常数，称为普朗克常量(2)普朗克理论的意义①利用___________的假设，普朗克推导出了与实验相符的公式(即普朗克公式)成功的解决了黑体辐射问题．②普朗克在1900年把能量子列入物理学，正确地破除了“________________”的传统观念，成为新物理学思想的基石之一．能量子能量子能量连续变化3．普朗克提出的能量子的概念能量子能量子能量连续变化22[再判断]1．能吸收各种电磁波而不反射电磁波的物体叫黑体．()2．温度越高，黑体辐射电磁波的强度越大．()3．微观粒子的能量只能是能量子的整数倍．()4．能量子的能量不是任意的，其大小与电磁波的频率成正比．()5．光滑水平桌面上匀速运动的小球的动能也是量子化的．()[后思考]1．黑体是指黑颜色的物体吗？2．为了得出同实验相符的黑体辐射公式，普朗克提出了什么样的观点？√√√√×【提示】黑体不是指黑颜色的物体，是指能完全吸收电磁波的物体．【提示】普朗克提出了量子化的观点．量子化是微观世界的基本特点，其所有的变化都是不连续的．[再判断]√√√√×【提示】黑体不是指黑颜色的物体，是指能231．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4­1­1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收，最终不能从空腔射出，这个小孔就成了一个绝对黑体．图4­1­11．对黑体的理解图4­1­1242．一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2．一般物体与黑体的比较热辐射特点吸收、反射特点辐射电磁波的253.黑体辐射的实验规律(1)温度一定时，黑体辐射强度随波长的分布有一个极大值．(2)随着温度的升高①各种波长的辐射强度都有增加；②辐射强度的极大值向波长较短的方向移动．如图4­1­2所示．3.黑体辐射的实验规律264．普朗克的量子化假设的意义(1)普朗克的能量子假设，使人类对微观世界的本质有了全新的认识，对现代物理学的发展产生了革命性的影响，成为物理学发展史上一个重大转折点．(2)普朗克常量h是自然界最基本的常量之一，它体现了微观世界的基本特征．4．普朗克的量子化假设的意义271．(多选)黑体辐射的实验规律如图4­1­3所示，由图可知()

A．随温度升高，各种波长的辐射强度都增加B．随温度降低，各种波长的辐射强度都增加C．随温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动D．随温度降低，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动图4­1­3【解析】由图可知，随温度升高，各种波长的辐射强度都增加，且辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，当温度降低时，上述变化都将反过来，故A、C、D正确，B