高三物理能量量子化25页PPT
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13.5 能量量子化(同步课件)-高二物理(人教版2019必修第三册)(共25张ppt)
各种波长的辐射强度都有增加；
辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。
黑体辐射实验：随着温度的升高
各种波长的辐射强度都有增加；
辐射强度的极大值向波长较短
的方向移动。
德国物理学家基尔霍夫首先
黑体：理想化模型 提出了绝对黑体的模型。
①黑体虽然不反射电磁波，但是却可以向外辐射电磁波。 ②黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与它的温度有关。 用经典的电磁理论解释黑体辐射的实验规律时遇到了严重的困难。
一座建设中的楼房还没有安窗子，尽管室内已经粉刷，知果从远处 观察，你会发现什么?为什么?
我们看教室里看起来很暗，实际上里面是明亮的。 因为它反射的光进 不到我们的眼睛，相当于被教室“消化 ”了。
黑体模型
黑体：如果某种物体能够完全吸收入射的各种波长的 电磁波而不发生反射，这种物体就叫作黑体。
黑体辐射实验：随着温度的升高
紫外灾难
德国物理学家维恩在1896年提 出了辐射强度按波长分布的理 论公式
辐
射
随着温度的升高，一方面，各
强 度
种波长的辐射强度都有增加；
另一方面，辐射强度的极大值
0 1 2 3 4 5 6 （μλm）向波长较短的方向移动。
能 量 子
贰
1900年底，普朗克作出了这样的大胆假 设：振动着的带电微粒的能量只能是某一最 小能量值ε的整数倍。例如，可能是ε或 2ε、3ε……这个不可再分的最小能量值 ε叫作能量子（energy quantum），它的大
1
E/eV 0 -0.85 -1.51 -3.4
-13.6
rn n2r1
1 En = n2 E1 (E1 = -13.6eV)
n = 1, 2, 3
典型例题
辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。
黑体辐射实验：随着温度的升高
各种波长的辐射强度都有增加；
辐射强度的极大值向波长较短
的方向移动。
德国物理学家基尔霍夫首先
黑体：理想化模型 提出了绝对黑体的模型。
①黑体虽然不反射电磁波，但是却可以向外辐射电磁波。 ②黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与它的温度有关。 用经典的电磁理论解释黑体辐射的实验规律时遇到了严重的困难。
一座建设中的楼房还没有安窗子，尽管室内已经粉刷，知果从远处 观察，你会发现什么?为什么?
我们看教室里看起来很暗，实际上里面是明亮的。 因为它反射的光进 不到我们的眼睛，相当于被教室“消化 ”了。
黑体模型
黑体：如果某种物体能够完全吸收入射的各种波长的 电磁波而不发生反射，这种物体就叫作黑体。
黑体辐射实验：随着温度的升高
紫外灾难
德国物理学家维恩在1896年提 出了辐射强度按波长分布的理 论公式
辐
射
随着温度的升高，一方面，各
强 度
种波长的辐射强度都有增加；
另一方面，辐射强度的极大值
0 1 2 3 4 5 6 （μλm）向波长较短的方向移动。
能 量 子
贰
1900年底，普朗克作出了这样的大胆假 设：振动着的带电微粒的能量只能是某一最 小能量值ε的整数倍。例如，可能是ε或 2ε、3ε……这个不可再分的最小能量值 ε叫作能量子（energy quantum），它的大
1
E/eV 0 -0.85 -1.51 -3.4
-13.6
rn n2r1
1 En = n2 E1 (E1 = -13.6eV)
n = 1, 2, 3
典型例题
13.5能量量子化课件-人教版(2019)必修第三册(共27张PPT)
电磁波是变化的电场或磁场相互激发产生的。
环节一：热辐射
物体内变化的电场或磁场是怎么产生的呢？ 提示：一切物体内都存在不停运动的带电微粒，带电微 粒的振动产生变化的电磁场，就会向外辐射电磁波。 热辐射有什么特点呢？
环节一：热辐射
大量实验结果表明，物体辐射的电磁波，其辐射强度 按波长的分布情况随物体的温度而有所不同，温度升高时， 热辐射中波长较短的成分越来越强。
环节三：能量量子化
能量是一份一份的，我们称为量子化。“量子化”和 “连续”是对立的。
我们的生活中也有连续和不连续的事物变化，你能不 能找到一个实例，来区别“连续”和“量子化”？
环节三：能量量子化
环节四：量子化的发展
爱因斯坦把能量子假设进行了推广，认为电磁场本身就 是不连续的。也就是说，光本身就是由一个个不可分割的能 量子组成的，频率为ν的光的能量子为hν，h为普朗克常量。 这些能量子后来被叫作光子。爱因斯坦的光子说，成功地解 释了光电效应现象。
环节四：量子化的发展
氢原子光谱
环节四：量子化的发展
微观世界中能量取分立值的观念也适用于原子系统。 当电子在不同的轨道上运动时，原子处于不同的状态， 原子在不同的状态中具有不同的能量，所以原子的能量也 是量子化的。这些量子化的能量值叫作能级。 原子的这些具有确定能量的稳定状态，称为定态。能 量最低的状态叫作基态，其他的状态叫作激发态。
环节二：黑体辐射
黑体虽然不反射电磁波，但却可以向外辐射电磁波。黑体 辐射电磁波的强度按波长的分布只与它的温度有关。
黑体虽然是一个模型，但在现实生活中，有很多物体，它 们反射的电磁波和辐射的电磁波相比很少的话，我们就可以把 它们当成是黑体。
环节二：黑体辐射
烟煤 开孔的黑盒子 远处的窗口
环节一：热辐射
物体内变化的电场或磁场是怎么产生的呢？ 提示：一切物体内都存在不停运动的带电微粒，带电微 粒的振动产生变化的电磁场，就会向外辐射电磁波。 热辐射有什么特点呢？
环节一：热辐射
大量实验结果表明，物体辐射的电磁波，其辐射强度 按波长的分布情况随物体的温度而有所不同，温度升高时， 热辐射中波长较短的成分越来越强。
环节三：能量量子化
能量是一份一份的，我们称为量子化。“量子化”和 “连续”是对立的。
我们的生活中也有连续和不连续的事物变化，你能不 能找到一个实例，来区别“连续”和“量子化”？
环节三：能量量子化
环节四：量子化的发展
爱因斯坦把能量子假设进行了推广，认为电磁场本身就 是不连续的。也就是说，光本身就是由一个个不可分割的能 量子组成的，频率为ν的光的能量子为hν，h为普朗克常量。 这些能量子后来被叫作光子。爱因斯坦的光子说，成功地解 释了光电效应现象。
环节四：量子化的发展
氢原子光谱
环节四：量子化的发展
微观世界中能量取分立值的观念也适用于原子系统。 当电子在不同的轨道上运动时，原子处于不同的状态， 原子在不同的状态中具有不同的能量，所以原子的能量也 是量子化的。这些量子化的能量值叫作能级。 原子的这些具有确定能量的稳定状态，称为定态。能 量最低的状态叫作基态，其他的状态叫作激发态。
环节二：黑体辐射
黑体虽然不反射电磁波，但却可以向外辐射电磁波。黑体 辐射电磁波的强度按波长的分布只与它的温度有关。
黑体虽然是一个模型，但在现实生活中，有很多物体，它 们反射的电磁波和辐射的电磁波相比很少的话，我们就可以把 它们当成是黑体。
环节二：黑体辐射
烟煤 开孔的黑盒子 远处的窗口
人教版高中物理必修三 《能量量子化》PPT精品课件
1234
第二十三页，共二十四页。
本课结束
第二十四页，共二十四页。
第十八页，共二十四页。
随堂演练
1.(黑体辐射)(多选)下列说法正确的是 A.只有温度高的物体才会有热辐射 B.黑体只是从外界吸收能量，从不向外界辐射能量
√C.黑体可以看起来很明亮，是因为黑体可以有较强的辐射
√D.一般材料的物体，辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料的种 类和表面情况有关
1234
. 能级
2.原子从高能态向低能态跃迁时 放出 光子，光子的能量等于前后两个能
级 之差 .
第六页，共二十四页。
即学即用
判断下列说法的正误.
(1)红外线的显著作用是热作用，温度较低的物体不能辐射红外线.( ) × (2)黑体一定是黑色的.( ×)
(3)热辐射只能产生于高温物体.( ) ×
(4)当原子从能量较高的能态跃迁到能量较低的能态时，会放出任意能量的光
子.( ) ×
第七页，共二十四页。
重点探究 一、热辐射和黑体辐射 1.黑体实际上是不存在的，只是一种理想情况.
2.黑体不一定是黑的，只有当自身辐射的可见光非常微弱时看上去才是黑的；有 些可看成黑体的物体由于有较强的辐射，看起来还会很明亮，如炼钢炉口上的
小孔. 3.黑体同其他物体一样也在辐射电磁波，黑体的辐射规律最为简单，黑体辐 射强度只与温度有关.
人教版高中物理必修三 《能量量子化》PPT精品课件
科 目：物理 适用版本：人教版 适用范围：【教师教学】
第十三章 电磁感应与电磁波初步
第一页，共二十四页。
学习目标
1.了解热辐射和黑体的概念. 2.初步了解微观世界的量子化特征，知道普朗克常量. 3.了解原子的能级结构.
人教版高中物理《能量量子化》优秀PPT课件
人们本着对光的完美理论（光的波动性、电磁理论）进行解释会出现什么结果？ 1918年他荣获诺贝尔物理学奖。 黑体辐射实验是物理学晴朗天空中 高温物体发出的是紫外光
由于分子热运动导致物体辐射电磁波 加热一物体 物体的温度恒定时
这时得到的辐射称为平衡热辐射 人们本着对光的完美理论（光的波动性、电磁理论）进行解释会出现什么结果？
普朗克后来又为这种与经典物理格格不入的观念深感不安，只是在经过十多年的努力证明任何复归于经典物理的企图都以失败而告终 之后，他才坚定地相信h的引入确实反映了新理论的本质。 Thomson发现了电子 ，此时，人们认识到那就是从金属表面射出的电子，后来，这些电子被称作光电子(photoelectron)，相应的效应 叫做光电效应。 任何物体任何温度均存在热辐射 热辐射 --- 热能转化为电磁能的过程 相应的能量是某一最小能量ε（称为能量子）的整数倍，即：ε, 1ε, 2ε, 3ε, . 炽热物体发出的是可见光 他的墓碑上只刻着他的姓名和 这时得到的辐射称为平衡热辐射 固体在温度升高时颜色的变化
0123456 普朗克的能量子假说和黑体辐射公式 能量子假说：辐射黑体分子、原子的振动可看作谐振子，这些谐振子可以发射和吸收辐射能。
普朗克后来又为这种与经典物理格格不入的观念深感不安，只是在经过十多年的努力证明任何复归于经典物理的企图都以失败而告终 之后，他才坚定地相信h的引入确实反映了新理论的本质。
M(T)2cπ2heh/k3T1
h6.5 5 1 0 3J 4s
M.Planck 德国人 1858－1947
普朗克后来又为这种与经典物理格格不入 的观念深感不安，只是在经过十多年的努力 证明任何复归于经典物理的企图都以失败而 告终之后，他才坚定地相信h的引入确实反 映了新理论的本质。
由于分子热运动导致物体辐射电磁波 加热一物体 物体的温度恒定时
这时得到的辐射称为平衡热辐射 人们本着对光的完美理论（光的波动性、电磁理论）进行解释会出现什么结果？
普朗克后来又为这种与经典物理格格不入的观念深感不安，只是在经过十多年的努力证明任何复归于经典物理的企图都以失败而告终 之后，他才坚定地相信h的引入确实反映了新理论的本质。 Thomson发现了电子 ，此时，人们认识到那就是从金属表面射出的电子，后来，这些电子被称作光电子(photoelectron)，相应的效应 叫做光电效应。 任何物体任何温度均存在热辐射 热辐射 --- 热能转化为电磁能的过程 相应的能量是某一最小能量ε（称为能量子）的整数倍，即：ε, 1ε, 2ε, 3ε, . 炽热物体发出的是可见光 他的墓碑上只刻着他的姓名和 这时得到的辐射称为平衡热辐射 固体在温度升高时颜色的变化
0123456 普朗克的能量子假说和黑体辐射公式 能量子假说：辐射黑体分子、原子的振动可看作谐振子，这些谐振子可以发射和吸收辐射能。
普朗克后来又为这种与经典物理格格不入的观念深感不安，只是在经过十多年的努力证明任何复归于经典物理的企图都以失败而告终 之后，他才坚定地相信h的引入确实反映了新理论的本质。
M(T)2cπ2heh/k3T1
h6.5 5 1 0 3J 4s
M.Planck 德国人 1858－1947
普朗克后来又为这种与经典物理格格不入 的观念深感不安，只是在经过十多年的努力 证明任何复归于经典物理的企图都以失败而 告终之后，他才坚定地相信h的引入确实反 映了新理论的本质。
高中物理选修课件能量量子化
03
玻尔原子模型与能级结构
卢瑟福原子模型问题
原子核式结构
卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原 子核式结构模型，认为原子中心有一 个带正电的原子核，电子绕核运动。
经典电磁理论困难
按照经典电磁理论，加速运动的电子 会辐射电磁波，导致原子能量不断减 少，电子轨道半径不断缩小，最终坍 缩到原子核上，这与实际情况不符。
高中物理选修课件能量量 子化
汇报人：XX 20XX-01辐射与光电效应 • 玻尔原子模型与能级结构 • 激光原理及应用 • 固体发光材料与器件 • 量子力学基础简介
01
能量量子化基本概念
能量量子化定义
能量量子化是指能量在微观领域中只 能以特定的、不连续的数值存在，即 能量是“一份一份”的，这种特定的 能量单位被称为能量子。
感谢您的观看
THANKS
观测中看不到对应的谱线。
04
激光原理及应用
激光产生条件与特点
产生条件
实现粒子数反转，满足阈值条件 和谐振腔条件。
特点
方向性好，亮度高，单色性好， 相干性好。
激光器种类及工作原理
气体激光器
利用气体作为工作物质，在电场 或光泵浦作用下实现粒子数反转 并产生激光。
半导体激光器
利用半导体材料中的电子空穴对 复合时释放的能量来产生激光。
对微观世界描述的影响
测不准关系的存在，使得我们无法精确地描述微观粒子的状态和行为，而只能 采用概率波函数来描述其出现的概率分布。这种描述方式与经典物理学的确定 性描述方式存在本质区别。
量子力学基本原理简介
原理一
态叠加原理。指微观粒子的状态可以由多个 基态的线性组合来描述，这种线性组合称为
态叠加。
原理二
人教版高中物理选修3-5 第十七章 第1节 《能量量子化》 (共19张PPT)
黑体辐射的实验规律
利用分光技术和热电偶等设备， 能够测出它所辐射的电磁波强度 按波长的分布情况绘制出如图所 示的图像，从实验数据可以看出： 一随温度的升高，各种波长的辐 射强度都有增加。二辐射强度的 极大值向波长较短的方向移动。
能量子
• 能量子（quantum）是现代物理的重要概 念。最早是由德国物理学家M·普朗克在 1900年提出的。他假设黑体辐射中的辐 射能量是不连续的，只能取能量基本单位 的整数倍，从而很好地解释了黑体辐射的 实ν=������������得
ν=ℎ������
=
3.4×10-19 6.63×10-34
Hz=5.13×1014 Hz,
λ=������������
=
3.0×108 5.13×1014
m=5.85×10-7 m。
5.13×10-14 Hz 的频率属于黄光的频率范围,它是黄光,其波长为
又或者是星体轨迹的运算即使 出现了0.01的偏差其导致的结 果也是灾难性的，所以，根据
量子原理所组建的原子钟，完
美的解决了这个问题，最厉害 的艳原子钟，即使过了2000万 年，其时间误差依然能保持在 1秒之内。
• 在军事领域上，量子力学可 谓是大显神威，无论是核武 器的研究，又或者是导弹系 统的创建它都参与其中，甚 至连激光武器，都离不开量 子力学。激光武器之所以能 被开发运用，其根本理论来 源于普朗克发现的量子力学 原理，里面详细介绍了光子， 电子等现代激光武器的原理。
铁块在温度升高时颜色的变化
发展历史
• 发展历史 • 1889年O.lummer等测定了黑体辐射光谱能量分布
的实验数据。 • 1879年J.Stefan根据实验数据确立了黑体辐射力正
比绝对温度的四次方规律。 • 1884年L.Boltzmann从理论上证实了上述定律。 • M.Planck • M.Planck • 1896年Wien位移定律。 • 19世纪末L.Rayleigh-J.H.Jeans公式。 • 1900年M.Planck定律。
物理选修3-5人教版1能量量子化(22张)-PPT优秀课件
物理选修3-5人教版 17.1能量量子化 (共22张PPT) 物理选修3-5人教版 17.1能量量子化 (共22张PPT)
物理选修3-5人教版 17.1能量量子化 (共22张PPT) 物理选修3-5人教版 17.1能量量子化 (共22张PPT)
物理选修3-5人教版 17.1能量量子化 (共22张PPT) 物理选修3-5人教版 17.1能量量子化 (共22张PPT)
实验装置 TT
平行光管 三棱镜
e0(,T)
实验结果
λ
0 1 2 3 4 5 6 (μm)
物理选修3-5人教版 17.1能量量子化 (共22张PPT)
黑体辐射实验是物理学晴朗天空中
M0(T)
实验值 一朵令人不安的乌云。
紫
普
维恩线
o1 2 3 4 5
6 78
/μm
物理选修3-5人教版 17.1能量量子化 (共22张PPT)
物理选修3-5人教版 17.1能量量子化 (共22张PPT)
普朗克的能量子假说和黑体辐射公式
1.黑体辐射公式 1900.10.19 普朗克在德国 物理学会会议上提出一个 黑体辐射公式
M(T)2cπ2heh/k3T1
h6.5 5 1 0 3J 4s
物理选修3-5人教版 17.1能量量子化 (共22张PPT)
17.1能量量子化
黑体与 黑体辐射
1. 热辐射现象
固体或液体，在任何温度下都在发射各种波长 的电磁波，这种由于物体中的分子、原子受到激发 而发射电磁波的现象称为热辐射。所辐射电磁波的 特征与温度有关。
固体在温度升高时颜色的变化
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一、 热辐射及其特点 1. 热辐射
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第十三章
电磁感应与电磁波初
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微思考 黑体就是黑色的物体吗？
【答案】我们所说的黑体并不是指物体的颜色，它是指能完全吸收 各种波长的电磁波的物体．
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第十三章
电磁感应与电磁波初
No Image
3．能量的量子化： 普朗克 的假设认为，微观粒子的能量是量 子化的，或者说微观粒子的能量是不连续(分立)的．
4．光子：光本身是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为ν的 光的能量子为hν，h是普朗克常量，这些能量子叫 光子 ．
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知识导图
第十三章
电磁感应与电磁波初
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