人教版選修35 能量量子化 課件（22張）.pptxVIP

1能量量子化 第十七章波粒二象性 學習目標 知識探究 典例精析 達標檢測 1 了解黑體輻射的實驗規(guī)律 2 了解能量子的概念及其提出的科學過程 3 了解宏觀物體和微觀粒子的能量變化特點 一 黑體與黑體輻射 1 黑體就是黑色的物體嗎 知識探究 導學探究 答案 答案我們所說的黑體并不是指物體的顏色 它是指能完全吸收各種波長的電磁波的物體 2 很多地方用紅外線熱像儀監(jiān)測人的體溫 只要被測者從儀器前走過 便可知道他的體溫是多少 你知道其中的道理嗎 答案根據(jù)熱輻射規(guī)律可知 人的體溫的高低 直接決定了該人輻射的紅外線的頻率和強度 通過監(jiān)測被測者輻射的紅外線的情況就可知道該人的體溫 對黑體和黑體輻射的認識 1 熱輻射 定義 我們周圍的一切物體都在輻射 這種輻射與有關(guān) 所以叫熱輻射 特點 熱輻射強度按波長的分布情況隨物體的而有所不同 室溫時 熱輻射的主要成分是波長 填 較長 或 較短 的電磁波 不能引起人們的視覺 溫度升高時 填 較長 或 較短 波長的成分越來越強 知識梳理 答案 電磁波 溫度 物體的 溫度 較長 較短 2 黑體及黑體輻射特點 定義 如果某種物體能夠入射的各種波長的電磁波而不發(fā)生 這種物體就是絕對黑體 簡稱黑體 黑體輻射特點 黑體輻射電磁波的強度按波長的分布只與黑體的有關(guān) 答案 完全吸收 反射 溫度 多選 下列敘述正確的是 a 一切物體都在輻射電磁波b 一般物體輻射電磁波的情況只與溫度有關(guān)c 黑體輻射電磁波的強度按波長的分布只與黑體溫度有關(guān)d 黑體能夠完全吸收入射的各種波長的電磁波 即學即用 解析答案 解析我們周圍的一切物體都在輻射電磁波 a正確 根據(jù)熱輻射和黑體輻射的特點知 一般物體輻射電磁波的情況除與溫度有關(guān)外 還與材料的種類和表面狀況有關(guān) 而黑體輻射只與黑體的溫度有關(guān) b錯誤 c正確 根據(jù)黑體的定義知d正確 acd 二 黑體輻射的實驗規(guī)律 1 黑體輻射的強度與什么有關(guān) 有怎樣的關(guān)系 2 物理學家維思和瑞利在對黑體輻射做出解釋時 各在什么區(qū)與實驗接近 什么區(qū)偏離較大 導學探究 答案 答案見知識梳理 黑體輻射的實驗規(guī)律 1 黑體輻射的實驗規(guī)律 隨著溫度的升高 一方面 各種波長的輻射強度都有 另一方面 輻射強度的極大值向波長較的方向移動 2 對黑體輻射的解釋 維恩公式在區(qū)與實驗非常接近 在區(qū)則與實驗偏離很大 瑞利公式在長波區(qū)與實驗基本一致 但在短波區(qū)與實驗嚴重不符 由于波長很小的輻射處在紫外線波段 故而由理論得出的這種荒謬結(jié)果被認為是物理學理論的災難 當時稱為 紫外災難 答案 知識梳理 增加 短 短波 長波 下列描繪兩種溫度下黑體輻射強度與波長關(guān)系的圖中 符合黑體輻射實驗規(guī)律的是 即學即用 a 解析隨著溫度的升高 輻射強度增加 輻射強度的極大值向著波長較短的方向移動 a正確 b c d錯誤 解析答案 三 能量子 普朗克的能量量子化的觀點與宏觀世界中我們對能量的認識有什么不同 導學探究 答案 答案宏觀世界中的能量可以是任意值 是連續(xù)的 而普朗克認為微觀粒子的能量是量子化的 是一份一份的 對能量子和能量量子化的認識 1 普朗克的假設振動著的帶電微粒能量只能是某一最小能量值 的 即 能量的輻射或者吸收只能是的 這個不可再分的最小能量值 叫做 2 能量子公式 h 其中 是電磁波的頻率 h稱為 h 6 626 10 34j s 一般取h 6 63 10 34j s 答案 知識梳理 整數(shù)倍 一份一份 能量子 普朗克常量 3 能量的量子化在微觀世界中能量是量子化的 或者說是微觀粒子的能量是的 這種現(xiàn)象叫能量的 4 普朗克假設的意義 借助于能量的假說 普朗克得出了黑體輻射的強度按的公式 與實驗符合之好令人擊掌叫絕 普朗克在1900年能把量子列入物理學 正確地破除了 的傳統(tǒng)觀念 成為新物理學思想的基石之一 答案 分立 量子化 波長分布 能量連續(xù) 變化 多選 以下宏觀概念中 哪些是 量子化 的 a 物體的帶電荷量b 物體的質(zhì)量c 物體的動量d 學生的個數(shù) 即學即用 解析答案 返回 解析所謂 量子化 應該是不連續(xù)的 是一份一份的 故選a d ad 例1 多選 黑體輻射的實驗規(guī)律如圖1所示 由圖可知 一 黑體輻射的規(guī)律 典例精析 解析答案 a 隨溫度升高 各種波長的輻射強度都增加b 隨溫度降低 各種波長的輻射強度都增加c 隨溫度升高 輻射強度的極大值向波長較短的方向移動d 隨溫度降低 輻射強度的極大值向波長較長的方向移動 圖1 解析由題圖可知 隨溫度升高 各種波長的輻射強度都增加 且輻射強度的極大值向波長較短的方向移動 當溫度降低時 上述變化都將反過來 acd 歸納總結(jié) 歸納總結(jié) 1 理解和熟記輻射強度隨波長的變化關(guān)系圖象是解此類問題的關(guān)鍵 2 黑體輻射的強度按波長的分布只與溫度有關(guān) 與材料的種類和表面狀況無關(guān) 二 能量子的理解和計算 例2人眼對綠光較為敏感 正常人的眼睛接收到波長為530nm的綠光時 只要每秒鐘有6個綠光的光子射入瞳孔 眼睛就能察覺 普朗克常量為6 63 10 34j s 光速為3 0 108m s 則人眼能察覺到綠光時所接收到的最小功率是 a 2 3 10 18wb 3 8 10 19wc 7 0 10 10wd 1 2 10 18w 解析答案 歸納總結(jié) 解析因只要每秒有6個綠光的光子射入瞳孔 眼睛就能察覺 所以察覺到綠光所接收的最小功率p 式中e 6 又 h h 可解得 a 1 普朗克能量子假設認為微觀粒子的能量是量子化的 或者說微觀粒子的能量是分立的 2 能量子的大小 h 其中 是電磁波的頻率 h是一個常量 稱為普朗克常量 其值為h 6 626 10 34j s 歸納總結(jié) 針對訓練小燈泡的功率p 1w 設其發(fā)出的光向四周均勻輻射 平均波長 10 6m 求小燈泡每秒鐘輻射的光子數(shù)是多少 h 6 63 10 34j s 解析每秒鐘小燈泡發(fā)出的能量為e pt 1j1個光子的能量 h j 1 989 10 19j小燈泡每秒鐘輻射的光子數(shù) n 個 5 1018個 答案5 1018個 解析答案 返回 1 一束紅光從空氣射入玻璃 則這束紅光的能量子將 a 變小b 變大c 不變d 不能確定 達標檢測 1 2 3 解析答案 解析光由空氣射入玻璃時 頻率不發(fā)生變化 由 h 可知 紅光的能量子不變 c正確 d 2 在實驗室或工廠的高溫爐子上開一小孔 小孔可看作黑體 由小孔的熱輻射特性 就可以確定爐內(nèi)的溫度 如圖2所示是黑體的輻射強度與其輻射光波長的關(guān)系圖象 則下列說法正確的是 1 2 3 解析答案 a t1 t2b t1 t2c 隨著溫度的升高 黑體的輻射強度都有所降低d 隨著溫度的升高 輻射強度的極大值向波長較長方向移動 圖2 解析一般材料的物體輻射能的多少決定于物體的溫度 t 輻射波的波長 時間的長短和輻射的面積 而黑體是指在任何溫度下 全部吸收任何波長的輻射的物體 黑體輻射的強度按波長的分布只與溫度有關(guān) 實驗表明 隨著溫度的升高 各種波長的輻射強度都有所增加 輻射強度的極大值向波長較短的方向移動 從圖中可以看出 1t2 本題正確選項為a 答案a 1 2 3 3 二氧化碳能很好的吸收紅外長波輻射 這種長波輻射的波長范圍約是1 43 10 3 1 6 10 3m 相應的光子能量的范圍是