17.1 能量量子化
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第十七章 波粒二象性
17.1 能量量子化
课标解读
1.了解黑体和黑体辐射的实验规律； 2.知道普朗克提出的能量子的假说。
一、热辐射
1.定义：一切物体都辐射电磁波，而且温度不同时，物 体发出的电磁波的波长（频率）、强度也不同．这种辐射与 物体的温度高低有关，所以叫热辐射．
物体发生热辐射不只与温度有关，还与材料种类、表面 状况有关.
两朵令人不安的乌 云，……”
T=t+273.15
这两朵乌云是指什么呢？
黑体辐射实验
迈克尔逊-莫雷实验
量子力学的诞生
相对论问世
后来的事实证明，正是这两朵乌云发展成为一场革命 性的风暴，乌云落地化为一场春雨，浇灌着两朵鲜花。
4.量子化假设的实验证实
许多科学家（代表有德国 维恩和英国瑞利、金斯）用宏 观能量的观点推导的公式无法 完整解释黑体辐射实验规律．
2.特性：物体辐射电磁波的主要成分随温度升高波长变 短，频率升高。
二、黑体 1.黑体：
如果某种物体完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发 生反射，这种物体就是绝对黑体，简称黑体．
黑体是为研究热辐射而假想的一个理想化模型； 当黑体由于自身有很强的辐射时，看起来很明亮．比如， 太阳为气体星球，可以认为射向太阳的电磁辐射很难被反射 回来，所以认为太阳是个黑体（绝对黑体是不存在的）．
【解析】一般物体的热辐射与温度、材料、表面状况有关，黑体是为了 忽略热辐射的次要因素而假想的一个模型，它的热辐射只与温度有关． 所以，ACD正确．
实验规律： （1）黑体辐射的强度随温度的 升高，各波长（频率）的辐射都增加； （2）辐射强度的极大值随温度 的升高向波长短的方向移动。
1900年，在英国皇家学会的新年庆祝会上，物理 学家开尔文勋爵作了展望新世纪的发言:
科学的大厦已经基本完成，后辈 的物理学家只要做一些零碎的修 补工作就行了
“但是，在物理学晴 朗天空的远处，还有
的整数倍，这个最小的能量值叫能量子． h
2.普朗克常量
是电磁波的频率（微观适用）
h 称为普朗克常量，其值为h=6.626×10-34J.s 微粒能量：E＝n ɛ n为能量子的个数
3.能量的量子化： 在微观世界中能量是不连续变化、分立的，叫能量的量
子化．
注意： 1．自然界量子化的现象并不偶然．比如带电体的电量
黑体
量
子
黑体辐射
化
普朗克的量子化假设
例1.以下宏现概念中，哪些是“量子化”的(
)
A、物体的长度
B、物体所受的重力
Hale Waihona Puke C、物体的动能D、人的个数
答案: D
例2.下列叙述中正确的是（ ACD ）
A.一切物体都在辐射电磁波 B.一般物体辐射电磁波的情况只与温度有关 C.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温 度有关 D.黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波
物理学后来的发展表明，普朗克在1900年把能量子引入 物理学，正确地破除了“能量连续变化”的传统观念，开启 了新物理学的一个新纪元。18年之后，普朗克为此获得了诺 贝尔物理学奖。
1900年底，普朗克引入能量子后，成功解释了黑体辐射 实验规律。普朗克公式与实验结果符合的“令人叫绝”。
三、能量子
1.能量子：振动的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ɛ
只能是元电荷的整数倍，它的最小单位为e，叫元电荷．
类比：电磁波就好象是机关枪发射子弹，子弹是一颗一 颗向前运动的，每一颗子弹就好象是一份电磁波。
2．光是电磁波，光的能量子叫光子，频率大的色光 （如紫光），光子能量大．
3.宏观物体，能量变化是连续的,不必考虑量子化；
微观粒子，能量量子化。
热辐射
能
量 的
2.黑体模型：
在空腔壁上开一个很小的孔，射入 小孔的电磁波在空腔内表面会发生很多 次的反射和吸收,最终不能从空腔射出, 这个小孔就成了一个绝对黑体.
黑洞是一种超高密度天体，类似完 全不反射光线的黑体，称为黑洞．
一般物体——吸收 反射 透射
绝对黑体——吸收 辐射
3.黑体辐射：
黑体辐射：绝对黑体的热辐射， 只与黑体温度高低有关．
17.1 能量量子化
课标解读
1.了解黑体和黑体辐射的实验规律； 2.知道普朗克提出的能量子的假说。
一、热辐射
1.定义：一切物体都辐射电磁波，而且温度不同时，物 体发出的电磁波的波长（频率）、强度也不同．这种辐射与 物体的温度高低有关，所以叫热辐射．
物体发生热辐射不只与温度有关，还与材料种类、表面 状况有关.
两朵令人不安的乌 云，……”
T=t+273.15
这两朵乌云是指什么呢？
黑体辐射实验
迈克尔逊-莫雷实验
量子力学的诞生
相对论问世
后来的事实证明，正是这两朵乌云发展成为一场革命 性的风暴，乌云落地化为一场春雨，浇灌着两朵鲜花。
4.量子化假设的实验证实
许多科学家（代表有德国 维恩和英国瑞利、金斯）用宏 观能量的观点推导的公式无法 完整解释黑体辐射实验规律．
2.特性：物体辐射电磁波的主要成分随温度升高波长变 短，频率升高。
二、黑体 1.黑体：
如果某种物体完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发 生反射，这种物体就是绝对黑体，简称黑体．
黑体是为研究热辐射而假想的一个理想化模型； 当黑体由于自身有很强的辐射时，看起来很明亮．比如， 太阳为气体星球，可以认为射向太阳的电磁辐射很难被反射 回来，所以认为太阳是个黑体（绝对黑体是不存在的）．
【解析】一般物体的热辐射与温度、材料、表面状况有关，黑体是为了 忽略热辐射的次要因素而假想的一个模型，它的热辐射只与温度有关． 所以，ACD正确．
实验规律： （1）黑体辐射的强度随温度的 升高，各波长（频率）的辐射都增加； （2）辐射强度的极大值随温度 的升高向波长短的方向移动。
1900年，在英国皇家学会的新年庆祝会上，物理 学家开尔文勋爵作了展望新世纪的发言:
科学的大厦已经基本完成，后辈 的物理学家只要做一些零碎的修 补工作就行了
“但是，在物理学晴 朗天空的远处，还有
的整数倍，这个最小的能量值叫能量子． h
2.普朗克常量
是电磁波的频率（微观适用）
h 称为普朗克常量，其值为h=6.626×10-34J.s 微粒能量：E＝n ɛ n为能量子的个数
3.能量的量子化： 在微观世界中能量是不连续变化、分立的，叫能量的量
子化．
注意： 1．自然界量子化的现象并不偶然．比如带电体的电量
黑体
量
子
黑体辐射
化
普朗克的量子化假设
例1.以下宏现概念中，哪些是“量子化”的(
)
A、物体的长度
B、物体所受的重力
Hale Waihona Puke C、物体的动能D、人的个数
答案: D
例2.下列叙述中正确的是（ ACD ）
A.一切物体都在辐射电磁波 B.一般物体辐射电磁波的情况只与温度有关 C.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温 度有关 D.黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波
物理学后来的发展表明，普朗克在1900年把能量子引入 物理学，正确地破除了“能量连续变化”的传统观念，开启 了新物理学的一个新纪元。18年之后，普朗克为此获得了诺 贝尔物理学奖。
1900年底，普朗克引入能量子后，成功解释了黑体辐射 实验规律。普朗克公式与实验结果符合的“令人叫绝”。
三、能量子
1.能量子：振动的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ɛ
只能是元电荷的整数倍，它的最小单位为e，叫元电荷．
类比：电磁波就好象是机关枪发射子弹，子弹是一颗一 颗向前运动的，每一颗子弹就好象是一份电磁波。
2．光是电磁波，光的能量子叫光子，频率大的色光 （如紫光），光子能量大．
3.宏观物体，能量变化是连续的,不必考虑量子化；
微观粒子，能量量子化。
热辐射
能
量 的
2.黑体模型：
在空腔壁上开一个很小的孔，射入 小孔的电磁波在空腔内表面会发生很多 次的反射和吸收,最终不能从空腔射出, 这个小孔就成了一个绝对黑体.
黑洞是一种超高密度天体，类似完 全不反射光线的黑体，称为黑洞．
一般物体——吸收 反射 透射
绝对黑体——吸收 辐射
3.黑体辐射：
黑体辐射：绝对黑体的热辐射， 只与黑体温度高低有关．