能量量子化上課課件 -

能量量子化物理學(xué)的新紀(jì)元第一節(jié)：榮昌仁義中學(xué)張波1、在烤火爐旁邊有什么感覺？2、烤火爐的爐絲一開始是什么顏色？過一會(huì)兒又是什么顏色？此時(shí)你的感覺是什么？（1）七色光：（課外知識(shí)）

波長(zhǎng)（λ）減小

頻率（ν）增加

紅

橙

黃

綠

藍(lán)

靛

紫（2）頻率與波長(zhǎng)的關(guān)系：ν=（c是光速c=3.0×108m/s，ν是電磁波頻率，λ為電磁波波長(zhǎng)）思考與討論一、黑體與黑體輻射（閱讀課本28頁1、2、3自然段，完成下列填空）1、熱輻射（1）定義：我們周圍的一切物體都在輻射

，這種輻射與物體的

有關(guān)，所以叫熱輻射。（2）一般材料的熱輻射特征:一般材料的物體，輻射的電磁波除與

有關(guān)，還與

的種類及

狀況有關(guān)。即時(shí)討論：“非典”期間，很多地方用紅外熱像儀監(jiān)測(cè)人的體溫，只要被測(cè)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？電磁波溫度溫度材料表面根據(jù)熱輻射規(guī)律可知，人的體溫的高低，直接決定了這個(gè)人輻射的紅外線的頻率和強(qiáng)度。通過監(jiān)測(cè)被測(cè)者的紅外線的情況就知道了這個(gè)人的體溫。2、黑體（1）定義：如果某種物體在任何溫度下能夠

入射的各種波長(zhǎng)的電磁波而不發(fā)生反射，這種物體就是

，簡(jiǎn)稱

。（2）黑體熱輻射的特征：輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與黑體的

有關(guān)。不透明的材料制成帶小孔的空腔，此小孔可近似看作黑體。如圖所示。思考與討論：一座建設(shè)中的樓房還沒有安裝窗子，盡管室內(nèi)已經(jīng)粉刷，如果從遠(yuǎn)處觀察，把室內(nèi)的亮度與樓房外墻的亮度相比，你會(huì)發(fā)現(xiàn)什么？為什么？強(qiáng)調(diào)：黑體看上去不一定是黑的，且是理想化模型，只有當(dāng)其自身輻射的可見光非常微弱時(shí)看上去才是黑的；有些可看作黑體的物體由于由較強(qiáng)的輻射，看起來還會(huì)很明亮，如煉鋼爐口上的小孔，一些發(fā)光物體（太陽、白熾燈燈絲）也被當(dāng)作黑體處理。完全吸收絕對(duì)黑體黑體溫度小孔從遠(yuǎn)處看沒有安裝窗戶的大樓時(shí)，一方面由于射入的光線反射出來的少；另一方面，由于人站的遠(yuǎn)，能反射進(jìn)入我們眼睛的光線與外墻相比更少，即使墻已經(jīng)粉刷，但看起來也比外墻暗的多。

熱輻射特點(diǎn)

吸收、反射特點(diǎn)一般物體

黑體

思考與討論：一般物體熱輻射與黑體熱輻射的區(qū)別輻射電磁波的情況與溫度有關(guān)，與材料的種類及表面狀況有關(guān)。既吸收，又反射，其能力與材料的種類及入射光波長(zhǎng)等因素有關(guān)輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)分布只與黑體的溫度有關(guān)完全吸收各種入射電磁波，不反射思考與討論：如果要研究物體的熱輻射規(guī)律，是研究一般物體還是研究黑體？或者說為什么要研究黑體輻射的規(guī)律？二、黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律（閱讀課本27--28頁黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律部分，完成下列填空。）1、黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與黑體的

有關(guān)，如圖所示。（1）隨著溫度的升高，各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都

；（2）隨著溫度的升高，輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)

的方向移動(dòng)。溫度增加較短思考與討論：怎樣解釋黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律呢？瑞利-瓊斯線、維恩線維恩公式在短波部分與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合得很好，但長(zhǎng)波卻不行。瑞利公式在長(zhǎng)波部分與實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較吻合。但在紫外區(qū)(波長(zhǎng)范圍在紫外線附近)竟算得輻射強(qiáng)度為無窮大，這個(gè)荒謬的結(jié)論被認(rèn)為是物理學(xué)理論的災(zāi)難，當(dāng)時(shí)稱為“紫外災(zāi)難”。微觀世界的某些規(guī)律，在我們宏觀世弄看來可能不一樣。

1、定義：普朗克認(rèn)為，帶電微粒的能量只能是某一最小能量值的

，當(dāng)帶電微粒輻射或吸收能量時(shí)，也是以這個(gè)最小能量值為單位

地輻射或吸收的，這個(gè)不可再分的最小能量值ε叫做

。2、能量子的大?。?/p>

其中ν是

，h稱為

常量，h=6.626×10-34J·s（常取6.63×10-34J·s）3．能量的量子化：在微觀世界中能量是

的，或者說微觀粒子的能量是

的，這種現(xiàn)象叫能量的量子化。即時(shí)討論：結(jié)合教科書上的例子及生活實(shí)例說說你心中的連續(xù)性與量子化有什么區(qū)別？整數(shù)倍一份一份能量子普朗克量子化分立三、能量子：超越牛頓的發(fā)現(xiàn)（請(qǐng)同學(xué)們閱讀教材p28第5段至p29第2段，回答以下內(nèi)容。）人的個(gè)數(shù)、自然數(shù)、汽車、樓梯的階梯、物體的帶電量等等電磁波的頻率練習(xí)1.以下宏觀概念，哪些是“量子化”的（）

A.木棒的長(zhǎng)度B.物體的質(zhì)量

C.物體的動(dòng)能

D.學(xué)生的個(gè)數(shù)練習(xí)2.人體表面輻射本領(lǐng)的最大值在波長(zhǎng)為940μm處，對(duì)應(yīng)的是何種輻射？能量子的值為多大？D答:熱輻射ε=hν=h=6.63×10-34×≈2.11×10-22J小結(jié)：能量量子化熱輻射：黑體：黑體輻射的規(guī)律：能量子：一切物體都在輻射電磁波，這種輻射與物體的溫度有關(guān)。如果物體在任何溫度下能夠完全吸收入射的各種波長(zhǎng)的電磁波而不發(fā)生反射隨溫度的升高，各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都增加，且輻射強(qiáng)度極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)。能量量子化：在微觀世界中能量是量子化