【高中物理】能量量子化课件 2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

电磁感应与电磁波初步第五节

能量量子化故事引入讲授新课课堂小结随堂训练故事引入故事引入0102高速领域微观领域经典力学量子力学相对论讲授新课思考与讨论：

把铁块投进火炉中，刚开始铁块只是发热，并不发光。随着温度的升高，铁块会慢慢变红，开始发光。铁块依次呈现暗红、赤红、橘红等颜色，直至成为黄白色。为什么会有这样的变化呢？讲授新课一、热辐射热辐射

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。

物体在室温时，热辐射的主要成分是波长较长的电磁波，不能引起人的视觉。当温度升高时，热辐射中波长较短的成分越来越强。

例如：铁块随着温度的升高，从发热，再到发光，铁块的颜色也在不断变化。热辐射

大量实验结果表明，辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而有所不同。

除热辐射外，物体的表面还会吸收和反射外界射来的电磁波。常温下我们看到不发光的物体颜色就是物体表面反射光所致。如果某种物体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，会怎样？

各种介质会透过某些光波也会吸收某些光波，最后那些没有被吸收的能被反射或透过的光波就成为你看到的颜色。讲授新课热辐射黑体：如果某物体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，这物体称为黑体。

比如说：一座建设中楼房还没有安装窗子，尽管室内已粉刷，如果从远处观察，把窗内的亮度与楼外墙的亮度相比，你会发现什么？为什么？近似黑体讲授新课黑体辐射

对于一般材料的物体，辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关，而黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关。黑体辐射实验：随着温度的升高

各种波长的辐射强度都有增加；

辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。

研究黑体辐射是了解一般物体热辐射性质的基础。

振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍。例如，可能是ε、2ε、3ε……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一份一份地辐射或吸收的。这个不可再分的能量值ε叫做能量子。大小为二、能量子

是电磁波的频率，h是一个常量，后人称之为普朗克常量，其值为结论：宏观物体的能量是连续的；微观粒子的能量是量子化的。M.Planck德国人1858－1947

借助于能量子的假说，普朗克得出的黑体辐射的强度按波长的分布公式，与实验符合的非常好。不仅成功地解决了热辐射中的难题，而且开创物理学研究新局面，标志着人类对自然规律的认识已经从从宏观领域进入微观领域，为量子力学的诞生奠定了基础。讲授新课能量子

爱因斯坦从普朗克的能量子说中得到了启发，他把能量子假设进行了推广，认为电磁场本身就是不连续的。光本身就是一个个不可分割的能量子，后来被叫做光子，其能量为：能级

微观世界中能量取分立值的观念也适用于原子系统，原子的能量是量子化的。这些量子化的能量值叫作能级。通常，原子处于能量最低的状态，是最稳定的，叫基态。分立轨道1

2

3

4E4E3E2E1定态跃迁E4E3E2E1氢原子的能级

玻尔理论对氢光谱的解释：玻尔从上述假设出发，利用经典理论和量子理论结合，计算出了氢的电子的轨道半径和对应的能量值（能级）。氢原子能级-13.6-3.4-1.51-0.8504132∞nE/eV

20世纪20年代，量子力学建立了，它能够很好地描述微观粒子运动的规律，并在现代科学技术中发挥了重要作用。

核能的利用，计算机和智能手机的制造，激光技术等的应用都离不开量子力学。是量子力学引领我们迈入了现代社会，让我们享受到非富多彩的现代生活。量子力学与现代生活课堂小结讲授新课当堂检测1、下列关于热辐射和黑体辐射的说法不正确的是()A.一切物体都在辐射电磁波B.黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波C.黑体辐射强度的极大值跟温度无关D.一般物体辐射电磁波的强度与温度有关【正确答案】C2、红、橙、黄、绿四种单色光中,光子能量最小的是(

)A.红光 B.橙光C.黄光 D.绿光3、氦氖激光器发射波长为632.8nm的单色光，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？【解析】ε＝hν

ε＝h