能量量子化课件详解1

要点
对能量子的理解
[探究] 某激光器能发射波长为λ的激光，那么激光能量子的能量可以取任意值吗？是 连续的还是一份一份的？设普朗克常量为h，那么每个激光能量子的能量是多 少？如果激光发射功率为P，那么每秒钟发射多少个能量子？
答案 能量子的能量不是连续的，而是一份一份的。ε＝hcλ。个数 n＝Pε ＝Phcλ。
[典型例题] [例1] 近年来军事行动中，士兵都配戴“红外夜视仪”，在夜间也能清楚地看清目
标，主要是因为( ) A.“红外夜视仪”发射出强大的红外线，照射被视物体 B.一切物体均在不停地辐射红外线 C.一切高温物体均在不停地辐射红外线 D.红外线属于可见光
解析 一切物体都在不停地向外辐射红外线，不同物体辐射出来的红外线不同， 采用“红外夜视仪”可以清楚地分辨出物体的形状、大小和位置，不受白天和夜 晚的影响，即可确认出目标从而采取有效的行动。故只有B正确。 答案 B
[归纳] 1.意义：可以非常合理地解释某些电磁波的辐射和吸收的实验现象。 2.量子化现象：在微观世界中物理量分立取值的现象称为量子化现象。 3.光子的能量与入射光的强度
光子的能量即一个光子的能量，其值为ε＝hν(ν为光子的频率)，可见光子的能量 由光的频率决定。入射光的强度指单位时间内照射到单位面积上的总能量，等 于光子能量hν与入射光子数n的乘积，即光强等于nhν。 4.在宏观尺度内研究物体的运动时我们可以认为：物体的运动是连续的，能量变化 是连续的，不必考虑量子化；在研究微观粒子时必须考虑能量量子化。
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_Βιβλιοθήκη Baidu_， 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。
[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。( × )
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。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，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____。
[思考判断] (1)处于基态的原子是不稳定的，会自发地向其他能级跃迁，放出光子。( × ) (2)不同的原子具有相同的能级，原子跃迁时辐射的光子频率是相同的。( × )
要点
对热辐射、黑体和黑体辐射的理解
如图所示，一个闭合的空腔，在空腔表面开一个小孔，小孔就可以模拟一个黑体，观察 从外面射来的电磁波的传播情况，思考：什么是黑体？ 答案 经小孔射入空腔，要在腔壁上经过多次反射，在多次反射过程中，外面射来的 电磁波几乎全部被腔壁吸收，最终不能从空腔射出。这个闭合的空腔类似于黑体，黑 体实际上是不存在的，只是一种理想模型。
[典型例题] [例2] (多选)关于对能量子的认识，下列说法正确的是( )
A.振动着的带电微粒的能量只能是某一能量值ε B.带电微粒辐射或吸收的能量只能是某一最小能量值的整数倍 C.能量子与电磁波的频率成正比 D.这一假说与现实世界相矛盾，因而是错误的
[针对训练1] (多选)下列叙述正确的是( )
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 解析 根据热辐射定义知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，而黑体辐射电 磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关，B错误，C正确；根据黑体定义知 D正确。 答案 ACD
[思考判断] (1)微观粒子的能量只能是能量子的整数倍。( √ ) (2)能量子的能量不是任意的，其大小与电磁波的频率成正比。( √ )
三、 能 级
1.能级：微观世界中能量取分立值的观念也适用于原子系统，原子的能量是_量__子__化___ 的。这些__量__子__化__的能量值叫作能级。
2.能级跃迁：通常情况下，原子处于能量最低的状态，这是最___稳__定___的。气体放电 管中的原子受到高速运动的电子的撞击，有可能跃迁到较高的能量状态。这些状态 的原子是不稳定的，会__自__发____地向能量较低的能级___跃__迁___，放出光子。原子从 高能态向低能态___跃__迁___时放出的光子的能量，等于前后两个能级___之__差___。
第5节 能量量子化
一、 热辐射 [观图助学] 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？
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。
[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。
二、 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叫作__能__量__子__。
2.能量子大小：ε＝hν，其中ν是电磁波的频率，h称为________普常朗量克。h＝ 6.626×10－34 J·s(一般取h＝6.63×10－34 J·s)。