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）

波長（λ）減小

頻率（ν）增加

紅

橙

黃

綠

藍(lán)

靛

紫（2）頻率與波長的關(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）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？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)測被測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

入射的各種波長的電磁波而不發(fā)生反射，這種物體就是

，簡稱

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

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等因素有關(guān)輻射電磁波的強(qiáng)度按波長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

的方向移動。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，但長波卻不行。瑞利公式在長波部分與實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較吻合。但在紫外區(qū)(波長范圍在紫外線附近)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.木棒的長度B.物體的質(zhì)量

C.物體的動能

D.學(xué)生的個(gè)數(shù)練習(xí)2.人體表面輻射本領(lǐng)的最大值在波長為940μm處，對應(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的電磁波而不發(fā)生反射隨溫度的升高，各種波長的輻射強(qiáng)度都增加，且輻射強(qiáng)度極大值向波長較短的方向移動。能量量子化：在微觀世界中能量是量子化