必修二　6.2　量子世界ppt課件

1、第二節(jié)：第二節(jié)：量子世界量子世界察看與思索： 1、小實驗:為什么能丈量人體溫度？ 2、察看景象、思索問題： 燈絲溫度、發(fā)光情況有什么變化？這種變化蘊藏著什么規(guī)律？ 任何物體在任何溫度下都要發(fā)射各種波長的電任何物體在任何溫度下都要發(fā)射各種波長的電磁波，并且其輻射能量的大小及輻射能量按波長的磁波，并且其輻射能量的大小及輻射能量按波長的分布都與溫度有關(guān)。分布都與溫度有關(guān)。1.1.熱輻射景象熱輻射景象 這種由于物質(zhì)中的分子、原子遭到熱激發(fā)而發(fā)射這種由于物質(zhì)中的分子、原子遭到熱激發(fā)而發(fā)射電磁波的景象稱為熱輻射。電磁波的景象稱為熱輻射。人體熱輻射的紅外線這是一組家用LED燈，可經(jīng)過各種新方式來改動燈的顏色

2、和效果 顏色越紅表示溫度越高，顏色越藍溫度越低. .物體在任何溫度下都會輻射能量。物體在任何溫度下都會輻射能量。留留意意. .物體既會輻射能量，也會吸收能物體既會輻射能量，也會吸收能量。物體在某個頻率范圍內(nèi)發(fā)射電量。物體在某個頻率范圍內(nèi)發(fā)射電磁波才干越大，那么它吸收該頻率磁波才干越大，那么它吸收該頻率范圍內(nèi)電磁波才干也越大。范圍內(nèi)電磁波才干也越大。 超高壓燈：不同的顏色代表不同的溫度，箭頭代表氣體流動的方向。二、紫外災(zāi)難二、紫外災(zāi)難閱讀教材、討論交流：學(xué)生閱讀教材、討論交流：學(xué)生閱讀課本知識點一：閱讀課本知識點一：“紫外紫外災(zāi)難。小組討論上述實驗災(zāi)難。小組討論上述實驗景象。景象。維恩實際值維恩

3、實際值),(0TM實驗實驗T=1646k瑞利瑞利-瓊斯瓊斯三、不延續(xù)的能量 物體經(jīng)過輻射所放出的能量物理學(xué)家根據(jù)經(jīng)典實際得出的黑體輻射強度與輻射波長、溫度關(guān)系的曲線和實驗得到的曲線不吻合，闡明研討所遇到的極大困難，提出普朗克的量子假說。 閱讀教材：學(xué)生閱讀課本知識點二：“不延續(xù)的能量。并回答“量子假說的要點。. .金屬空腔壁中電子的振動可視為一維諧振子。這些金屬空腔壁中電子的振動可視為一維諧振子。這些振子可以吸收或輻射能量。對頻率為振子可以吸收或輻射能量。對頻率為 的諧振子，它的諧振子，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 的的整數(shù)倍。整

4、數(shù)倍。. .空腔壁上帶電諧振子所吸收或發(fā)射的能量是空腔壁上帶電諧振子所吸收或發(fā)射的能量是 h h 的的整數(shù)倍。整數(shù)倍。nhE )3 , 2 , 1(nsJ10626.634h普朗克常數(shù)普朗克常數(shù)* * 振子只能一份一份地按不延續(xù)方式輻射或吸收能量。振子只能一份一份地按不延續(xù)方式輻射或吸收能量。 * *能量是分立的，不是延續(xù)的。存在著能量的最小單能量是分立的，不是延續(xù)的。存在著能量的最小單元能量子元能量子=h=h ) )； 為了可以從實際上推導(dǎo)出這個公式，普朗克提出為了可以從實際上推導(dǎo)出這個公式，普朗克提出了一個與經(jīng)典物理學(xué)概念截然不同的了一個與經(jīng)典物理學(xué)概念截然不同的“ “能量子假設(shè)：能量子假

5、設(shè)： 量子假說：輻射是不延續(xù)的，是一份一份地進展，每一份能量稱為一個量子，輻射的總能量E為量子的整數(shù)倍，量子的能量與頻率 成正比，與波長成反比。 由于量子的能量相對于宏觀物體的動能或勢能來說，是非常微小的，完全可以被忽略。所以宏觀物體如鉛球沿斜面滾下時的動能或勢能都是延續(xù)變化的。 可是在微觀世界中，能量是量子化的。顯然量子實際與經(jīng)典力學(xué)的延續(xù)觀念是不同的，這極大地深化了人類對物質(zhì)世界的認(rèn)識。 練習(xí)1：紅、橙、黃、綠四種光的頻率逐漸增大，那么這四種光每份能量最小的是 A、紅光；B、橙光；C、黃光；D、綠光。 練習(xí)2：氦氖激光器發(fā)射波長為632810-10m 的單色光，試計算這種光的一個光子的能量

6、為多少？假設(shè)該激光器的發(fā)光功率為18mw，那么每秒鐘發(fā)射多少個光子？ 例題：根據(jù)量子實際，光子的能例題：根據(jù)量子實際，光子的能量量 ，其中，其中c c為真空中的光速、為真空中的光速、 為光的頻率、為光的頻率、為光的波長，普朗克常數(shù)取為光的波長，普朗克常數(shù)取 知太陽光垂直照射時，每平方米面積上的輻射功知太陽光垂直照射時，每平方米面積上的輻射功率為率為P=1.35kwP=1.35kw。假設(shè)太陽輻射的平均波長為。假設(shè)太陽輻射的平均波長為 那么在垂直于太陽光的那么在垂直于太陽光的S = 1 m2S = 1 m2面積上，每秒鐘面積上，每秒鐘內(nèi)可以接納到多少個光子？內(nèi)可以接納到多少個光子？ 解析：依題意，

7、太陽光平均一個光子的能量為解析：依題意，太陽光平均一個光子的能量為 在在1 m21 m2面積上，面積上，1s1s內(nèi)得到的陽光總能量為內(nèi)得到的陽光總能量為 得到的光子個數(shù)得到的光子個數(shù) 1.1.丈量黑體溫度丈量黑體溫度 在實驗室或工廠的高溫爐子上開一小孔，小孔可看作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。黑體，由小孔的熱輻射特性，就可以確定爐內(nèi)的溫度。2.2.光學(xué)高溫計光學(xué)高溫計-光測高溫光測高溫高溫爐高溫爐燈絲燈絲目鏡目鏡聚焦透鏡聚焦透鏡調(diào)理調(diào)理R R，當(dāng)燈絲溫度，當(dāng)燈絲溫度 爐溫時，燈絲在爐孔像爐溫時，燈絲在爐孔像的背景上顯示出亮線。的背景上顯示出亮線。當(dāng)燈絲溫度當(dāng)燈絲溫度 爐溫時，燈絲在爐孔像的背景上顯示出爐溫時，燈絲在爐孔像的背景上顯