17.1公开课能量量子化课件
合集下载
课件7：17.1能量量子化
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
解析:根据热辐射的定义知,选项A正确;根据热辐射和黑体辐射
的特点知,一般物体辐射电磁波的情况除与温度有关外,还与材料
种类和表面状况有关,而黑体辐射只与黑体的温度有关,故选项B错
误,选项C正确;根据黑体的定义知选项D正确。
探究一
探究二
典例剖析
【例题1】 对黑体的认识,下列说法正确的是(
)
A.黑体只吸收电磁波,不反射电磁波,看上去是黑的
B.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布除与黑体的温度有关外,
还与材料的种类及表面状况有关
C.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关,与
材料的种类及表面状况无关
D.如果在一个空腔壁上开一个很小的孔,射入小孔的电磁波在空
最小能量值ε叫作能量子。
(2)能量子公式:ε=hν
ν是电磁波的频率,ห้องสมุดไป่ตู้是一个常量,后人称之为普朗克常量,其值为
h=6.63×10-34 J·s。
(3)能量的量子化:
在微观世界中能量不能连续变化,只能取分立值,这种现象叫作
能量的量子化。
探究一
探究二
2.在宏观尺度内研究物体的运动时我们可以认为:物体的运动是
强的辐射,看起来还会很明亮,如炼钢炉口上的小口。
(2)在火炉旁边有什么感觉?投入炉中的铁块颜色怎样变化?说明
了什么问题?
答案:在火炉旁会感到热,这是由于火炉不断地向外辐射能量。
投入炉中的铁块依次呈现暗红、赤红、橘红等颜色,直至成为黄白
色,这表明同一物体热辐射的强度与温度有关。
【课堂探究】
探究一
探究二
D.黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波
解析:根据热辐射的定义知,选项A正确;根据热辐射和黑体辐射
的特点知,一般物体辐射电磁波的情况除与温度有关外,还与材料
种类和表面状况有关,而黑体辐射只与黑体的温度有关,故选项B错
误,选项C正确;根据黑体的定义知选项D正确。
探究一
探究二
典例剖析
【例题1】 对黑体的认识,下列说法正确的是(
)
A.黑体只吸收电磁波,不反射电磁波,看上去是黑的
B.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布除与黑体的温度有关外,
还与材料的种类及表面状况有关
C.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关,与
材料的种类及表面状况无关
D.如果在一个空腔壁上开一个很小的孔,射入小孔的电磁波在空
最小能量值ε叫作能量子。
(2)能量子公式:ε=hν
ν是电磁波的频率,ห้องสมุดไป่ตู้是一个常量,后人称之为普朗克常量,其值为
h=6.63×10-34 J·s。
(3)能量的量子化:
在微观世界中能量不能连续变化,只能取分立值,这种现象叫作
能量的量子化。
探究一
探究二
2.在宏观尺度内研究物体的运动时我们可以认为:物体的运动是
强的辐射,看起来还会很明亮,如炼钢炉口上的小口。
(2)在火炉旁边有什么感觉?投入炉中的铁块颜色怎样变化?说明
了什么问题?
答案:在火炉旁会感到热,这是由于火炉不断地向外辐射能量。
投入炉中的铁块依次呈现暗红、赤红、橘红等颜色,直至成为黄白
色,这表明同一物体热辐射的强度与温度有关。
【课堂探究】
探究一
探究二
能量量子化ppt课件
5. 能量量子化
19世纪末，牛顿定律在各个领域里都取得了很大的成功：在机械运动
方面不用说，在分子物理方面，成功地解释温度、压强、气体的内能。
在电磁学方面，建立了一个能推断一切电磁现象的Maxwell方程。另
外还找到了力、电、光、声等都遵循的规律---能量转化与守恒定律。
当时许多物理学家都沉醉于这些成绩和胜利之中。他们认为物理学已
近的轨道上运动，这种定态叫基态。
3、激发态：除基态以外的能量较高的其他能级，叫做激发态。
4、原子发光现象：原子从较高的激发态向较低的激发态或基态跃
迁的过程，是辐射能量的过程，这个能量以光子的形式辐射出去，
这就是原子发光现象。
能量子的发展意义
首先便是我们所熟知的一切电子产品，
注意是一切电子产品，因为在电子产
它们的能量是某一最小能量的整数倍：E = nε n = 1，2，……
2. ε 叫能量子，简称量子，n 为量子数，它只取正整数 — 能量量子化；
3. 谐振子只能一份一份按不连续方式辐射或吸收能量；
4. 对于频率为 ν 的谐振子，最小能量为：ε = hv
h = 6.62610 ─34 J·s — 普朗克常量
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
摇，物理学发展到了一个更为辽阔的领域。正可谓“山重水复疑无路,
柳暗花明又一村”。
19世纪末，牛顿定律在各个领域里都取得了很大的成功：在机械运动
方面不用说，在分子物理方面，成功地解释温度、压强、气体的内能。
在电磁学方面，建立了一个能推断一切电磁现象的Maxwell方程。另
外还找到了力、电、光、声等都遵循的规律---能量转化与守恒定律。
当时许多物理学家都沉醉于这些成绩和胜利之中。他们认为物理学已
近的轨道上运动，这种定态叫基态。
3、激发态：除基态以外的能量较高的其他能级，叫做激发态。
4、原子发光现象：原子从较高的激发态向较低的激发态或基态跃
迁的过程，是辐射能量的过程，这个能量以光子的形式辐射出去，
这就是原子发光现象。
能量子的发展意义
首先便是我们所熟知的一切电子产品，
注意是一切电子产品，因为在电子产
它们的能量是某一最小能量的整数倍：E = nε n = 1，2，……
2. ε 叫能量子，简称量子，n 为量子数，它只取正整数 — 能量量子化；
3. 谐振子只能一份一份按不连续方式辐射或吸收能量；
4. 对于频率为 ν 的谐振子，最小能量为：ε = hv
h = 6.62610 ─34 J·s — 普朗克常量
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
摇，物理学发展到了一个更为辽阔的领域。正可谓“山重水复疑无路,
柳暗花明又一村”。
高中物理选修3-5优质课件：17.1 能量量子化
钟有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉.普朗克常量为6.63×10－34 J·s，光速
为3×108 m/s，则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率约是
√A.2.3×10－18 W
C.7.0×10－10 W
B.3.8×10－19 W D.1.2×10－18 W
解析 察觉到绿光所接收的最小功率 P＝Et ，
√D.辐射强度的极大值随温度升高而向波长较短的方向移动 图3
提示 熟记黑体辐射的实验规律并结合图线变化分析判断此类问题.由辐射强度随波 长的变化关系图象可知，温度升高时各种波长的辐射强度都有增加，且辐射强度的 极大值向波长较短的方向移动.
针对训练1 关于对黑体的认识，下列说法正确的是 A.黑体不仅能吸收电磁波，也能反射电磁波 B.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况
123
THANKS
即学即用
判断下列说法的正误. (1)黑体一定是黑色的物体.( × ) (2)能吸收各种电磁波而不反射电磁波的物体叫黑体.( √ ) (3)温度越高，黑体辐射电磁波的强度越大.( √ ) (4)能量子的能量不是任意的，其大小与电磁波的频率成正比.( √ ) (5)黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关，与材料的种类及表面 状况无关.( √ )
重点探究
启迪思维 探究重点
02
一 黑体与黑体辐射
1.对黑体的理解 绝对的黑体实际上是不存在的，但可以用某装置近似地代替.如图1所示，如果在一个 空腔壁上开一个小孔，那么射入小孔的电磁波在空腔内表面会发生多次反射和吸收， 最终不能从空腔射出，这个小孔就成了一个绝对黑体.
图1
2.一般物体与黑体的比较
有关
√C.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，与材料的种类及表面状况无关
最新人教版高中物理选修三精品课件：17-1能量量子化
2019/8/5
40
题型2 普朗克能量子假说
氦氖激光器发射波长为6328
。
A
的单色光，试计算这
种光的一个光子的能量为多少？若该激光器的发光功率为
18mW，则每秒钟发射多少个光子？
2019/8/5
41
解析：根据爱因斯坦光子学说，光子能量E＝hν，而λν ＝c，所以：
E＝hλc＝6.63×631208－×341×0－31×0 108J＝3.14×10－19J。 因为发光功率已知，所以1s内发射的光子数为： n＝P× E t＝138.1×4×101－03×－191个＝5.73×1016个。
2019/8/5
7
●学法指导 1．重视本章实验的理解。本章知识理论性很强，涉及的 新概念较多，也比较抽象，但它们作为物理量都有其实验事 实基础，所以在学习时要结合实验来理解它们，就不会觉得 那么抽象。
2019/8/5
8
2．注意体会人类认识微观粒子本性的历史进程。人类认 识微观粒子本性的进程是波浪形的，在曲折中前进，旧的理 论总是被新发现、新的实验事实否定，为解释新实验事实又 提出新的理论。光电效应和康普顿效应证明了光是一种粒子， 但光的干涉和衍射又证明了光是一种波，因此光是一种波 ——电磁波，同时光也是一种粒子——光子。也就是说光具有 波粒二象性。光在空间各点出现的概率是受波动规律支配的， 因此光是一种概率波。
(1)随着温度的升高，各种波长的辐射强度都 增加 ； (2)随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长 较短 的 方向移动。
2019/8/5
20
2019/8/5
21
知识点3 能量子
1.定义：普朗克认为，带电微粒的能量只能是某一最小 能量值ε的 整数倍 ，当带电微粒辐射或吸收能量时，也是 以这个最小能量值为单位 一份一份 地辐射或吸收的，这个 不可再分的最小能量值ε叫做能量子。
《能量量子化》PPT教学课件
11
[探究归纳] 1.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
可看作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 。一些发光的物体(如太阳、白炽灯灯丝)也被当作黑体来处理。 2.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。
2.黑体 (1)定义：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。 (2)黑体辐射特点：黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的__温__度___有关。
4
[思考判断] (1)热辐射只能产生于高温物体。( × ) (2)能吸收各种电磁波而不反射电磁波的物体叫黑体。( √ ) (3)温度越高，黑体辐射电磁波的强度越大。( √ ) (4)黑体是一种客观存在的物质。( × )
26
27
目录
CONTENTS
28
第十三章 电磁感应与电磁波初 步
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.
目3录.了解原子的能级结构.
CONTENTS
29
内容索引 目录NEIRONGSUOYIN
CONTENTS
30
知识梳理 重点探究 随堂演练
知识梳理 一、热辐射 1.概念：一切物体都在辐射电磁波，且辐射与物体的 温度 有关，所以 叫热辐射.
5.会计算原子跃迁时吸收或辐射 论。
光子的能量。
2
[观图助学]
知识点一 热辐射
晒太阳使身体变暖，是通过什么方式改变人体内能的？冬天在火炉旁烤手是通 过什么方式改变人体内能的？
3
1.热辐射 (1)定义：周围的一切物体都在辐射_电__磁__波___，这种辐射与__物___体__的__温__度_有关，所以 叫热辐射。 (2)特点：热辐射强度按波长的分布情况随物体的___温__度___不同而有所不同。
[探究归纳] 1.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
可看作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 。一些发光的物体(如太阳、白炽灯灯丝)也被当作黑体来处理。 2.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。
2.黑体 (1)定义：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。 (2)黑体辐射特点：黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的__温__度___有关。
4
[思考判断] (1)热辐射只能产生于高温物体。( × ) (2)能吸收各种电磁波而不反射电磁波的物体叫黑体。( √ ) (3)温度越高，黑体辐射电磁波的强度越大。( √ ) (4)黑体是一种客观存在的物质。( × )
26
27
目录
CONTENTS
28
第十三章 电磁感应与电磁波初 步
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.
目3录.了解原子的能级结构.
CONTENTS
29
内容索引 目录NEIRONGSUOYIN
CONTENTS
30
知识梳理 重点探究 随堂演练
知识梳理 一、热辐射 1.概念：一切物体都在辐射电磁波，且辐射与物体的 温度 有关，所以 叫热辐射.
5.会计算原子跃迁时吸收或辐射 论。
光子的能量。
2
[观图助学]
知识点一 热辐射
晒太阳使身体变暖，是通过什么方式改变人体内能的？冬天在火炉旁烤手是通 过什么方式改变人体内能的？
3
1.热辐射 (1)定义：周围的一切物体都在辐射_电__磁__波___，这种辐射与__物___体__的__温__度_有关，所以 叫热辐射。 (2)特点：热辐射强度按波长的分布情况随物体的___温__度___不同而有所不同。
能量量子化 课件
答案 4.97×10－19 J 2.84×10－19 J
【例 3】 小灯泡的功率 P＝1 W，设其发出的光向四周均匀 辐射，平均波长 λ＝10－6m，求在距离 d＝1.0×104 m 处，每 秒钟落在垂直于光线方向、面积为 1 cm2 的球面上的光子数 是多少？(h＝6.63×10－34 J·s)
二、黑体辐射的实验规律 [要点提炼] 1.黑体辐射的实验规律：随着温度的升高，一方面，各种波长
的辐射强度都有增加；另一方面，辐射强度的极大值向波长 较短的方向移动.如图 1 所示.
图1
2.对黑体辐射的解释：维恩公式在短波区与实验非常接近，在 长波区则与实验偏离很大；瑞利公式在长波区与实验基本一 致，但在短波区与实验严重不符.由于波长很小的辐射处在 紫外线波段，故而由理论得出的这种荒谬结果被认为是物理 学理论的灾难，当时称为“紫外灾难”.
能量量子化
1.黑体与黑体辐射 (1)热辐射：我们周围的一切物体都在辐射 电磁波 ，这种辐 射与物体的温度有关. (2)黑体：指能够 完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发 生反射的物体. (3)黑体辐射的实验规律 ①随着温度的升高，各种波长的辐射强度都 增加 ； ②随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长 较短 的方向
移动.
2.能量子 (1)定义：普朗克认为，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 ，当带电微粒辐射或吸收能量时， 也是以这个最小能量值为单位 一份一份 地辐射或吸收的， 这个不可再分的最小能量值 ε 叫做能量子. (2)能量子大小：ε＝hν，其中 ν 是电磁波的频率，h 称为 普朗克 常量. (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，或说微观 粒子的能量是 分立 的.
解析 每秒钟小灯泡发出的能量为 E＝Pt＝1 J 1 个光子的能量： ε＝hν＝hλc＝6.63×101－03－4× 6 3×108 J＝1.989×10－19 J 小灯泡每秒钟辐射的光子数： n＝Eε ＝1.989×1 10－19＝5×1018(个)
【例 3】 小灯泡的功率 P＝1 W，设其发出的光向四周均匀 辐射，平均波长 λ＝10－6m，求在距离 d＝1.0×104 m 处，每 秒钟落在垂直于光线方向、面积为 1 cm2 的球面上的光子数 是多少？(h＝6.63×10－34 J·s)
二、黑体辐射的实验规律 [要点提炼] 1.黑体辐射的实验规律：随着温度的升高，一方面，各种波长
的辐射强度都有增加；另一方面，辐射强度的极大值向波长 较短的方向移动.如图 1 所示.
图1
2.对黑体辐射的解释：维恩公式在短波区与实验非常接近，在 长波区则与实验偏离很大；瑞利公式在长波区与实验基本一 致，但在短波区与实验严重不符.由于波长很小的辐射处在 紫外线波段，故而由理论得出的这种荒谬结果被认为是物理 学理论的灾难，当时称为“紫外灾难”.
能量量子化
1.黑体与黑体辐射 (1)热辐射：我们周围的一切物体都在辐射 电磁波 ，这种辐 射与物体的温度有关. (2)黑体：指能够 完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发 生反射的物体. (3)黑体辐射的实验规律 ①随着温度的升高，各种波长的辐射强度都 增加 ； ②随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长 较短 的方向
移动.
2.能量子 (1)定义：普朗克认为，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 ，当带电微粒辐射或吸收能量时， 也是以这个最小能量值为单位 一份一份 地辐射或吸收的， 这个不可再分的最小能量值 ε 叫做能量子. (2)能量子大小：ε＝hν，其中 ν 是电磁波的频率，h 称为 普朗克 常量. (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，或说微观 粒子的能量是 分立 的.
解析 每秒钟小灯泡发出的能量为 E＝Pt＝1 J 1 个光子的能量： ε＝hν＝hλc＝6.63×101－03－4× 6 3×108 J＝1.989×10－19 J 小灯泡每秒钟辐射的光子数： n＝Eε ＝1.989×1 10－19＝5×1018(个)
课件3：17.1 能量量子化
答案：B
3.灯向外辐射的能量是最小能量的整数倍.那么红 光的最小能量比紫光的最小能量大还是小?
红光的最小能量 紫光的最小能量
ε1=hν1 ε2=hν2
1 2
ε1< ε2
近似黑体
4.在白天,对面楼房的窗 户看上去是黑色的,而外 墙面是亮的.为什么?
课堂小结:
能量子
量子化的观 点
微观粒子在发射和吸收能量的时候，不是连续的，
普朗克的量子说
量子论的观点最初是在研究热辐射的规律时产生的．
我们周围的物体都在不断地辐射电磁波，这是由分子和原 子的热运动引起的，所以叫做热辐射．物体在室温时热辐射电 磁波的波长比较长，不能引起我们的视觉，但是如果温度在 500℃以上，它就能辐射可见光了，铁块烧热会变红，就是这 个道理．
除了热辐射之外，物体表面还会反射外界射来的电磁波， 有的物体的反射能力比较小，在光线照射下看起来比别的物体 黑一些．假设有这样一类物体，它们完全不能反射电磁波，我 们就称之为绝对黑体，简称黑体．
800K 1000K 1200K 1400K 激光日光灯发光不是热辐射
2. 黑体和黑体辐射
能全部吸收各种波长的辐射能而不发生反射﹑折射
和透射的物体称为绝对黑体。简称黑体
不透明的材料制成带小孔的空腔,可近似看作黑 体。
向远处观察打 开的窗子
近似黑体
2. 黑体和黑体辐射
一般物体的辐射
与温度、 材料及表 面状况有
1．黑体与黑体辐射 (1)热辐射：我们周围的一切物体都在辐射________，这种辐 射与物体的________有关，所以叫做热辐射．物体的温度升高， 热辐射中________的成分越来越强． (2)黑体：如果某种物体能够________入射的各种波长的电磁 波而________，这种物体就是绝对黑体，简称黑体． (3)黑体辐射：一般物体辐射电磁波的情况除与________有关 外，还与________及________有关，而黑体辐射电磁波的强度按 ________的分布只与黑体的________有关． 2．黑体辐的实验规律(黑体辐射的强度与波长的关系)
3.灯向外辐射的能量是最小能量的整数倍.那么红 光的最小能量比紫光的最小能量大还是小?
红光的最小能量 紫光的最小能量
ε1=hν1 ε2=hν2
1 2
ε1< ε2
近似黑体
4.在白天,对面楼房的窗 户看上去是黑色的,而外 墙面是亮的.为什么?
课堂小结:
能量子
量子化的观 点
微观粒子在发射和吸收能量的时候，不是连续的，
普朗克的量子说
量子论的观点最初是在研究热辐射的规律时产生的．
我们周围的物体都在不断地辐射电磁波，这是由分子和原 子的热运动引起的，所以叫做热辐射．物体在室温时热辐射电 磁波的波长比较长，不能引起我们的视觉，但是如果温度在 500℃以上，它就能辐射可见光了，铁块烧热会变红，就是这 个道理．
除了热辐射之外，物体表面还会反射外界射来的电磁波， 有的物体的反射能力比较小，在光线照射下看起来比别的物体 黑一些．假设有这样一类物体，它们完全不能反射电磁波，我 们就称之为绝对黑体，简称黑体．
800K 1000K 1200K 1400K 激光日光灯发光不是热辐射
2. 黑体和黑体辐射
能全部吸收各种波长的辐射能而不发生反射﹑折射
和透射的物体称为绝对黑体。简称黑体
不透明的材料制成带小孔的空腔,可近似看作黑 体。
向远处观察打 开的窗子
近似黑体
2. 黑体和黑体辐射
一般物体的辐射
与温度、 材料及表 面状况有
1．黑体与黑体辐射 (1)热辐射：我们周围的一切物体都在辐射________，这种辐 射与物体的________有关，所以叫做热辐射．物体的温度升高， 热辐射中________的成分越来越强． (2)黑体：如果某种物体能够________入射的各种波长的电磁 波而________，这种物体就是绝对黑体，简称黑体． (3)黑体辐射：一般物体辐射电磁波的情况除与________有关 外，还与________及________有关，而黑体辐射电磁波的强度按 ________的分布只与黑体的________有关． 2．黑体辐的实验规律(黑体辐射的强度与波长的关系)
选修3-5 17.1 能量量子化 PPT
物理学大厦
牛 顿 力 学
麦克 斯韦 电磁 场理 论
热力 学与 统计 力学
1900年4月27日，在英国皇家学会的新年庆典上，英国著 名物理学家开尔文男爵发表题为《Nineteenth century clouds over the dynamical theory of heat and light》 （在热和光动力理论上空的两朵乌云）的演讲。他说道：
17.1 能量量子化
历史背景
19世纪末，物理学已经发展到可以说是达到相当完美、 相当成熟的程度：一切物理现象似乎都能够从相应的理论 中得到满意的回答。
力学领域，牛顿力学以及分析力学已成为解决力学问题 的有效工具；电磁学的领域，有麦克斯韦电磁场理论做支 撑；至于热现象，也已经有了唯象热力学和统计力学的理 论。总之，以牛顿力学、麦克斯韦电磁场理论和统计力学 为三大支柱的经典物理大厦已经建成，坚不可摧！在这种 形势下，几乎所有物理学家会感到陶醉，会感到物理学已 大功告成，因而断言往后难有作为了。这是当时物理界普 遍存在且由来已久的一种思想。
在提出能量子之后的长达１４年时间，他在 散步时还对儿子说：“我现在做的事情，要么 是荒诞滑稽的，要么可能成为牛顿以后物理 学上最伟大的发现。”
这个假说挑战的是物理学界几百年来信奉的“自 然界无跳跃”的原则直接矛盾，因此量子论出现之 后，许多物理学家不予接受。物理学界最初对量子 论的反应是极其冷淡的。人们只承认普朗克那个同 实验一致的经验性的辐射公式，而不承认他的理论 性的量子假说。
看不出来，我 也是黑体吧？
黑体辐射实验规律
辐射强度
0 ℃=273.15 K 1426.85 ℃=1700 K
温度升高时： 1.各波长辐射强度增大。
2.最大辐射强度对应的波长 向短波方向移动。
人教版高中物理选修3-5课件：17-1能量量子化 (共50张PPT)
质疑探究
1．在火炉旁边有什么感觉？投入炉中的铁块颜色怎样变 化？说明了什么问题？ 提示：在火炉旁会感到热，这是由于火炉不断地向外辐射 能量．投入炉中的铁块依次呈现暗红、赤红、橘红等颜色，直 到成为黄白色，这表明同一物体热辐射的强度与温度有关．
2．结合教材P27图17.1－1思考黑体是黑色的吗？热辐射的 物体温度一定很高吗？ 提示：我们说的黑体并不是指物体的颜色，它是指能完全 吸收电磁波的物体；热辐射不一定需要高温，任何温度的物体 都存在热辐射，只是温度的高低影响热辐射的强弱．
趋于无穷大
，这显然与客观事实不
符．由于高频范围的辐射是在紫外波段，故而被当时的科学家 称为“紫外灾难”．
三、能量子 1．能量子 微观世界里的能量是一份一份的，其中不可分的最小值ε叫 能量子 电磁波的频率 做 ，ε＝hν，式中的ν是 ，h是普朗克常 6.63×10－34 量，h＝ J· s. 2．量子化 宏观世界里的能量是连续的，微观世界里的能量是 不连续 的，不是任意值，是 量子化 的，或者说是分立的．
－34
J· s.
2.用能量子观点解释黑体辐射的实验规律：普朗克能量子假 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 分立的．借助于能量子的假说，普朗克得出黑体辐射的强度按 波长分布的公式，与实验符合得很好．
现实生活中不存在理想的黑体，实际的物体都能辐射红 外线(电磁波)，也都能吸收和反射红外线(电磁波)，绝对黑体不 存在，是理想化的模型．
)
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
【思路启迪】
1.热辐射的定义是什么？
课件5：17.1 能量量子化
2.在白天,对面楼房的窗户看上去是黑色的，而外墙 面是亮的，为什么?
3.光源发出的光能是一份一份的，那么每份光能是 怎样传到你的眼睛里呢？是均匀分布在两只眼睛里？ 还是每份只传给一只眼睛上的某一处呢？ 请你与同桌讨论一下,说说你的猜想.
联想
根据物理课本知识，物体的所带电量是基本电 荷的整数倍，但现代科学发现：有的基本粒子所带 电量是基本电荷的分数倍。
当时许多物理学家都沉醉于这些成绩和胜利之 中。他们认为物理学已经发展到头了。
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。 (开尔文)
William Thomson, 1st
Baron Kelvin 但开尔文毕竟是一位重视现实和有眼力的科学
面对量子论的发展与成功，以及科学界的批评， 普朗克最终放弃了倒退的立场。1920年，在诺贝尔奖 颁奖仪式上，他作了题为《量子理论的创立和当前的 发展状况》的演讲，演讲中他说：“……我觉得整个 的发展过程似乎是为歌德在很久以前所说的一句名言 提供了一个新的证明，这句名言是：‘人要奋斗就要 有错误。’ ”
黑体辐射公式：
1900年10月19日，普朗克 在德国物理学会会议上提出 一个黑体辐射公式
Mν (T) =
2πh c2
ν3 e hν/kT
-1
h = 6.55 ×10-34 J s
M.Planck 德国人 1858－1947
五、普朗克能量子理论成功解释黑体辐射
M ,T 实验值
瑞
紫利
--
外 灾 难
【例1】下列叙述正确的是（ 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
3.光源发出的光能是一份一份的，那么每份光能是 怎样传到你的眼睛里呢？是均匀分布在两只眼睛里？ 还是每份只传给一只眼睛上的某一处呢？ 请你与同桌讨论一下,说说你的猜想.
联想
根据物理课本知识，物体的所带电量是基本电 荷的整数倍，但现代科学发现：有的基本粒子所带 电量是基本电荷的分数倍。
当时许多物理学家都沉醉于这些成绩和胜利之 中。他们认为物理学已经发展到头了。
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。 (开尔文)
William Thomson, 1st
Baron Kelvin 但开尔文毕竟是一位重视现实和有眼力的科学
面对量子论的发展与成功，以及科学界的批评， 普朗克最终放弃了倒退的立场。1920年，在诺贝尔奖 颁奖仪式上，他作了题为《量子理论的创立和当前的 发展状况》的演讲，演讲中他说：“……我觉得整个 的发展过程似乎是为歌德在很久以前所说的一句名言 提供了一个新的证明，这句名言是：‘人要奋斗就要 有错误。’ ”
黑体辐射公式：
1900年10月19日，普朗克 在德国物理学会会议上提出 一个黑体辐射公式
Mν (T) =
2πh c2
ν3 e hν/kT
-1
h = 6.55 ×10-34 J s
M.Planck 德国人 1858－1947
五、普朗克能量子理论成功解释黑体辐射
M ,T 实验值
瑞
紫利
--
外 灾 难
【例1】下列叙述正确的是（ 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
高中人教版物理选修3-5课件：17-1能量量子化1
能量量子化
1 怎样通过实验来测出 黑体辐射的规律？ 让黑体温度升高，则它通过孔向外辐射电磁波，利用分光技术和热电偶等设备， 测出不同波长电磁波的强度，再以波长为横轴，强度为纵轴，描点连线，图象就是 黑体辐射的实验规律 2 那么黑体辐射的实验规律的图象是什么样？ 即温度越高，各种波长的电磁波的强度都增大，但最大值向短波方向移动
冶金和对星体研究的需要，要根据其发出的光谱确定它的温度 要研究辐射规律，必须找出一种物体，它辐射的不同波长的电磁波的强度分布只 与温度有关，与物质的材料和表面情况无关
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，这种物体就是 绝对黑体，简称黑体
1
5 怎样找到黑体？ ——小孔空腔
能量量子化
3 物体自发辐射的不同波长的电磁波的强度分布有何规律？
（1）物体温度不同，不同波长的电磁波的强度分布不同 （2）物质材料不同，物体表面情况不同，所辐射的不同波长的电磁波的强度分布 也不
1
3 研究辐射有何意义？ 这样的物体有没有呢？ 有！就是黑体。 4 什么是黑体？
能量量子化
一 近代量子理论产生的时代背景——黑体辐射
第十七章
波粒二象性
—微观世界的科学
1
本节课学习目标
能量量子化
1 知道什么叫做黑体，知道什么叫做黑体辐射 2 大体知道黑体辐射随温度变化是一种什么规律 3 知道普朗克量子理论在在什么时代背景下产生的
4 知道普朗克量子理论是什么意思
5 掌握能量子的公式及普朗克常量
请同学们先阅读教材第27页至第30页，再回答问题
3 那么经典理论能解释黑体辐射的实验规律吗？ 经典理论无法解释黑体辐射的实验规律，即根据经典理论算出来的跟实际辐射的 不相符，甚至相差很大，
《能量量子化》PPT免费课件
栏目导航
3．(多选)2006 年度诺贝尔物理学奖授予了两名美国科学家，以 表彰他们发现了宇宙微波背景辐射的黑体谱形状及其温度在不同方 向上的微小变化。他们的出色工作被誉为是宇宙学研究进入精密科 学时代的起点。下列与宇宙微波背景辐射的黑体谱相关的说法正确 的是( )
A．微波是指波长在 10－3 m 到 10 m 之间的电磁波 B．微波和声波一样都只能在介质中传播 C．黑体的热辐射实际上是电磁辐射 D．普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说
栏目导航
第5节 能量量子化
核心素养
物理观念
科学思维
科学探究
1.了解黑体辐射和能量子的概念。 1.了解黑体辐射、
2.了解黑体辐射的实验规律。 一般辐射的特点。1.探究黑体辐
3.知道能量子。 2.理解能量量子 射的实验规律。
4.了解能级、跃迁、能量量子化 化、轨道量子化，2.探究量子理
以及基态、激发态等概念。 初步了解量子理 论形成的原因。
小能量值ε叫作________。
2.能量子大小：ε＝hν，其中ν是电磁波的频率，h称为________常量
。h＝6.626×10－34 J·s(一般取h＝6.63×10－34 J·s)。
3.能量的量子化：普朗克的假设认为微观粒子量的子能化量是________的， 或者说微观不粒连子续的(分能立量) 是________________的。爱因斯坦把能量子假 能量子 设进行了推广，认为电磁场本身就是不连续的，光光子本身就是由一个
栏目导航
课堂小结
1.热辐射和辐射规律。 2.黑体及黑体辐射的理解。 3.普朗克的能量子假设和爱因斯坦的 光子假设。 4.能级和能级跃迁。
知识脉络
栏目导航
当堂达标 固双基
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
ε=hν
h为普朗克常量，h=6.626*10-34J·s
ν是电磁波的频率，波长与频率的关系c=λν
e0(,T )实验值普朗克1 2 3 4 5 67 8 λ9(μm)
问题与练习
在一杯开水中放入一枝温度计，开水 静置室内，可以看到开水的温度逐渐降低 的，既然从微观的角度来看能量是一份一 份向外辐射的，为什么它的温度不是一段 一段地降低？
人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。
二、黑体辐射实验规律
e0(,T )
实验结果：随温度升高， 各波长的辐射强度都增强， 同时辐射强度的极大值向 波长较短的方向移动
λ
0 1 2 3 4 5 6 (μm)
维恩和瑞利关于辐射强度按波长分布的理论公式与实验值的比较
M 0 (T )
实验值
紫
普朗 克线
外 灾 难
瑞利--金斯线
维恩线
o1 2 3 4 5
6 78
/μm
三、能量子
微观粒子所携带的 能量是量子化的， 即不连续的，分立 的
1900年普朗克做出大胆假设： 挣动着的带电微粒所能辐射和 吸收的能量只能是某一最小能 量ε的整数倍，即：ε, 1 ε, 2 ε,
3 ε, ... n ε. n为正整数，这个
不可再分的最小值ε称为能量子
能量
经典 量子
17.1 能量量子化
思考与讨论
1.在炉火旁边有什么感觉？ 2.投在炉中的铁块一开始是什么颜 色？过一会儿又是什么颜色？
一、黑体与黑体辐射
1、热辐射:一切物体都在向外辐射电磁波,这种辐射与温度 有关,故称为热辐射 原因：根据麦克斯韦电磁理论，物体内部存在大量挣动着 的带电微粒，它可以激发出变化的电磁场，实现电磁辐射 特点：室温时，热辐射的主要成分是波长较长的电磁波， 辐射强度和能量低，不易察觉。升温时，热辐射中短波成 分增多，辐射强度和能量升高，物体颜色发生改变
固体在温度升高时颜色的变化
800K
1000K
1200K
1400K
2、热辐射特性：热辐射强度按波长分布情况随 温度变化而不同
3、黑体：物体除会热辐射外，其表面还会吸收 和反射外来的电磁波，一些物体在光照条件下比 较黑，是因为吸收电磁波能力较强，而反射电磁 波能力弱 如果某物体能够完全吸收入射各种波长的电磁波 而不发生反射，这物体称为绝对黑体，简称黑体
思考与讨论
一座建设中楼房还没有安装窗子，尽管 室内已粉刷，如果从远处观察，把窗内的亮 度与楼外墙的亮度相比，你会发现什么？为 什么？
实验表明．对于一般材料的物体，辐射 电磁波的情况除与温度有关外．还与材料的 种类及表面状况有关．而黑体辐射电磁波的 强度按波长的分布只与黑体的温度有关．因 而反映了某种具有普通意义的客观规律．于 是，在研究热辐射的规律时．人们特别注意 对黑体辐射的研究.