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能量量子化课件
(2)特点：热辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而 有所不同．
用实验来观察热辐射现象，可以发现热辐射的光谱是连续 光谱，并且辐射光谱的性质与温度有关．在室温下，大多数物 体辐射不可见的红外线，但当物体被加热到500℃左右时，开 始发出暗红色的可见光．随着温度的不断上升，辉光逐渐亮起 来，而且波长较短的辐射越来越多．大约在1 500℃时就变成 明亮的白炽光．这说明同一物体在一定温度下所辐射的能量， 在不同光谱区域的分布是不均匀的，而且温度越高光谱中能量
(3)一般物体的热辐射和黑体辐射及其吸收、反射的特点
热辐射特点
吸收、反射特点
辐射电磁波的情况与温 既吸收、又反射．其
一般
度有关，与材料的种类 他能力与材料种类及
物体
及表面状态有关
入射波长等因素有关
辐射电磁波的强度按波 完全吸收各种入射电
黑体 长分布只与黑体的温度 磁波，不反射
有关
二、能量量子化 1．普朗克的量子化假设 (1)能量子 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、2ε或3ε……当带电微粒辐射和吸收能量 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．
黑体辐射的实验规律ຫໍສະໝຸດ 19世纪末，物理学家从实验和理论两个方面研究了各种温 度下的黑体辐射，测量了它们的黑体辐射强度按波长分布的情 况，得出了如图所示的实验曲线．
每一条曲线都有一个极大值，随着温度的升高，黑体的辐 射强度迅速增大，并且辐射强度的极大值向波长较短的方向移 动．
(2)黑体辐射实验规律的解释． ①维恩公式解释：1896年德国物理学家维恩(W.Wien)从热 力学理论出发，得到一个公式，但它只是在短波部分与实验相 符，而长波部分与实验存在明显的差异． ②瑞利公式解释：1900年，英国物理学家瑞利(L.Ray Leigh)从经典电磁理论出发推导出一个公式，其预测结果在长 波部分与实验吻合，在短波部分偏差较大，尤其在紫外线一 端，当波长趋于0时，辐射本领将趋于无穷大，这种情况被人 们称为“紫外灾难”．
人教版高中物理选修3-5：能量量子化课件
《波粒二象性》 之
《能量量子化》
高中物理选修3-5
（1831〜1879，出生于苏格兰爱丁堡，英国 物理学家、数学家，经典电磁学理论的创始 人 ，预言了电磁波的存在）
（1857－1894，德国物理学家，于1886年首 先证实了电磁波的存在，故频率的国际单位制 单位赫兹以他的名字命名。）
固体在温度升高 时颜色的变化：
(T )
2πh c2
3
eh / kT
1
实验值
普朗克
h=6.626×10-34J·s， 后人称之为普朗克 常量.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 λ (μ m)
能量对比
宏观 微观 经典 量子
维恩公式
瑞利
金斯
（1842-1919， 英国物理学家）
（1877-1946， 英国物理学家）
普朗克理论 :
在发射和吸收能量的时一份的（分立的）。
能量是h 的整数倍。
M.Planck
德国物理学家
1858－1947
h 能量子：
hc
e0(,T )
M
800K
1000K
1200K 1400K
黑体 模型
黑体辐射的实验规律
辐射强度
λ 0 1 2 3 4 5 6 (μm)
物理学的“两朵乌云”之一
两种 维恩公式: 短波适合;长波不符合 理论: 瑞利-金斯公式: 长波适合;短波荒唐 紫外灾难
M 0 (,T )
实验
瑞利-金斯公式
维恩
（1864-1928， 德国物理学家 ）
《能量量子化》
高中物理选修3-5
（1831〜1879，出生于苏格兰爱丁堡，英国 物理学家、数学家，经典电磁学理论的创始 人 ，预言了电磁波的存在）
（1857－1894，德国物理学家，于1886年首 先证实了电磁波的存在，故频率的国际单位制 单位赫兹以他的名字命名。）
固体在温度升高 时颜色的变化：
(T )
2πh c2
3
eh / kT
1
实验值
普朗克
h=6.626×10-34J·s， 后人称之为普朗克 常量.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 λ (μ m)
能量对比
宏观 微观 经典 量子
维恩公式
瑞利
金斯
（1842-1919， 英国物理学家）
（1877-1946， 英国物理学家）
普朗克理论 :
在发射和吸收能量的时一份的（分立的）。
能量是h 的整数倍。
M.Planck
德国物理学家
1858－1947
h 能量子：
hc
e0(,T )
M
800K
1000K
1200K 1400K
黑体 模型
黑体辐射的实验规律
辐射强度
λ 0 1 2 3 4 5 6 (μm)
物理学的“两朵乌云”之一
两种 维恩公式: 短波适合;长波不符合 理论: 瑞利-金斯公式: 长波适合;短波荒唐 紫外灾难
M 0 (,T )
实验
瑞利-金斯公式
维恩
（1864-1928， 德国物理学家 ）
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.
物理选修-人教版能量量子化-ppt精品课件
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)
h6 .62 16 3 0 焦 4 秒
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)
黑体辐射的研究卓有成效地展现 在人们的眼前，紫外灾难的疑点找 到了，为人类解决了一大难题。使 热爱科学的人们又一次倍感欣慰， 但真理与谬误之争就此平息了吗？
... nε. n为正整数，称为量子数。
对于频率为ν的谐振子最小能量为
能量
h
经典 量子
物理选修3-5人教版 17.1能量量子化 (共22张PPT)
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e0(,T)
实验值
普朗克
1 2 3 4 5 6 7 8 9 λ(μm)
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
普朗 克线
外 灾 难
瑞利--金斯线
维恩线
o1 2 3 4 5
6 78/μmFra bibliotek物理选修3-5人教版 17.1能量量子化 (共22张PPT)
人教版高中物理必修三 《能量量子化》PPT优质课件
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科
目：物理
适用版本：人教版
适用范围：【教师教学】
第十二章电磁感应与电磁波初步
13.5 能量量子化
第一页，共二十二页。
教学目标
1.了解热辐射。
2.知道能量子和普朗克常量。
3.了解能级及原子光谱。
第二页，共二十二页。
引入
19世纪末，经典物理学在各个领域都取得了很大的成功
第十一页，共二十二页。
黑体辐射
一个黑体在各种温度下，同样也会不断辐射出电磁波，这就是黑体辐射。
那么，在研究热辐射的规律时，人们为什么特别注意对黑体辐射进行研究？
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规律只与黑体的温度有关，因而可以反映某种具有普通意
普朗克
普朗克
第十四页，共二十二页。
能量子
能量子假说
带电微粒吸收和辐射能量时，也是以这个最小能量值为单位一份一份地辐射
和吸收的。
在微观世界中能量是量子化的，或者说微观粒子的能量是分立的，
这种现象叫能量的量子化。
第十五页，共二十二页。
能量子
1.普朗克的量子化假设
(1)能量子
振动着的带电微粒的能量只能是最小能量值ε的整数倍。例如,可能是ε或2ε、
解析:根据公式c=λν和ε=hν,
400 nm对应的能量子ε1= ℎ 1 =6.63×10-34× 3×1 0 8 400×1 0 −9
J≈4.97×10-19 J
700 nm对应的能量子ε2= ℎ
2 =6.63×10-34× 3×1 0 8 700×1 0 −9
科
目：物理
适用版本：人教版
适用范围：【教师教学】
第十二章电磁感应与电磁波初步
13.5 能量量子化
第一页，共二十二页。
教学目标
1.了解热辐射。
2.知道能量子和普朗克常量。
3.了解能级及原子光谱。
第二页，共二十二页。
引入
19世纪末，经典物理学在各个领域都取得了很大的成功
第十一页，共二十二页。
黑体辐射
一个黑体在各种温度下，同样也会不断辐射出电磁波，这就是黑体辐射。
那么，在研究热辐射的规律时，人们为什么特别注意对黑体辐射进行研究？
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规律只与黑体的温度有关，因而可以反映某种具有普通意
普朗克
普朗克
第十四页，共二十二页。
能量子
能量子假说
带电微粒吸收和辐射能量时，也是以这个最小能量值为单位一份一份地辐射
和吸收的。
在微观世界中能量是量子化的，或者说微观粒子的能量是分立的，
这种现象叫能量的量子化。
第十五页，共二十二页。
能量子
1.普朗克的量子化假设
(1)能量子
振动着的带电微粒的能量只能是最小能量值ε的整数倍。例如,可能是ε或2ε、
解析:根据公式c=λν和ε=hν,
400 nm对应的能量子ε1= ℎ 1 =6.63×10-34× 3×1 0 8 400×1 0 −9
J≈4.97×10-19 J
700 nm对应的能量子ε2= ℎ
2 =6.63×10-34× 3×1 0 8 700×1 0 −9
13.5能量量子化人教版(教材)高中物理必修第三册优秀课件
答案:不可以取任意值.因为光量子的能量不是连续的,而是 一份一份的.
2.普朗克常量为h,每个波长为λ的激光光量子的能量是多少? 真空中的光速为c,如果激光发射功率为P,那么每秒发射多少 个光量子?
3.原子由高能量状态跃迁到低能量状态时,释放出的光子的 频率可以是任意值吗?
答案:不可以.因为各能级是分立的,放出的光子的能量也是 分立的,由E=hν可知,原子跃迁时释放出的光子的频率也是 一系列分立的值.
论。
组成的, 频率为ν的光的能量子为 hν ,这些能量子后来被叫 12.《离骚》中用大鸟和小鸟不合群来比喻说明自己绝不随波逐流的两句：鸷鸟之不群兮，自前世而固然。
（三）大堰河在流尽了她的乳汁之后，又开始劳动了，流她的血汗。大家自读第七节，思考：大堰河从事着这样又苦、又脏、又累的活儿，为什么 始终含着笑呢？
3.什么是黑体?黑体能反射或辐射电磁波吗?
答案: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,这种物体就是黑体.黑体不能反射电磁波, 但是可以向外辐射电磁波. 4.煤烟(如图)很接近黑体,其吸收率为99%,即投射 到煤烟的辐射能量几乎全部被吸收.一定量的煤 烟在阳光下照射,它的温度是否会一直上升(不考 虑与空气的热交换)? 答案:不会.煤烟吸收能量的同时还伴随着能量的辐射,最终 将趋于平衡,之后温度不再升高.
本文从荆轲将入秦作准备工作写起，接着写他在太子丹的催促下启程赴秦，及至到秦国后巧用“打开关节”的办法“拜见”秦王，最后记叙了刺秦王的壮
常量,其值为h= 6.626 070 15×10 J·s . 烈举动及其惊心动魄的场面。对这一复杂的事件，作者不但写得精彩、生动，而且文字十分洗练，有很强的感染力。
3、大堰河——我的保姆·教案
【典例2】人眼对绿光较为敏感,正常人的眼睛接收波长为
2.普朗克常量为h,每个波长为λ的激光光量子的能量是多少? 真空中的光速为c,如果激光发射功率为P,那么每秒发射多少 个光量子?
3.原子由高能量状态跃迁到低能量状态时,释放出的光子的 频率可以是任意值吗?
答案:不可以.因为各能级是分立的,放出的光子的能量也是 分立的,由E=hν可知,原子跃迁时释放出的光子的频率也是 一系列分立的值.
论。
组成的, 频率为ν的光的能量子为 hν ,这些能量子后来被叫 12.《离骚》中用大鸟和小鸟不合群来比喻说明自己绝不随波逐流的两句：鸷鸟之不群兮，自前世而固然。
（三）大堰河在流尽了她的乳汁之后，又开始劳动了，流她的血汗。大家自读第七节，思考：大堰河从事着这样又苦、又脏、又累的活儿，为什么 始终含着笑呢？
3.什么是黑体?黑体能反射或辐射电磁波吗?
答案: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,这种物体就是黑体.黑体不能反射电磁波, 但是可以向外辐射电磁波. 4.煤烟(如图)很接近黑体,其吸收率为99%,即投射 到煤烟的辐射能量几乎全部被吸收.一定量的煤 烟在阳光下照射,它的温度是否会一直上升(不考 虑与空气的热交换)? 答案:不会.煤烟吸收能量的同时还伴随着能量的辐射,最终 将趋于平衡,之后温度不再升高.
本文从荆轲将入秦作准备工作写起，接着写他在太子丹的催促下启程赴秦，及至到秦国后巧用“打开关节”的办法“拜见”秦王，最后记叙了刺秦王的壮
常量,其值为h= 6.626 070 15×10 J·s . 烈举动及其惊心动魄的场面。对这一复杂的事件，作者不但写得精彩、生动，而且文字十分洗练，有很强的感染力。
3、大堰河——我的保姆·教案
【典例2】人眼对绿光较为敏感,正常人的眼睛接收波长为
高中物理人教版ppt能量量子化精品课件下载
答案:BC
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三、能级
氢 原子光谱：分立的线状谱
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二、能量子
1.德国物理学家_普__朗__克__最早提出量子假说,开创了量 子理论的新时代
•
4.信仰是我们在生活中必须持有的精 神依托 ，人生 的途中 总会有 无法靠 自身逾 越的沟 壑，信 仰便是 引导我 们度过 难关， 走向远 方的桥 。个体 生命需 要信仰 支撑， 国家民 族需要 信仰奠 基；人 无信仰 难自立 ，国无 信仰难 自强。
•
5.理想不同于幻想，理想是经过努力 可以实 现的愿 望，而 幻想则 是根本 无法实 现的无 稽之谈 ，要勇 于树立 远大理 想，同 时也要 摒弃不 切实际 的幻想 。
必修三
13.5 能量量子化
【学习目标】 1.了解热辐射和黑体辐射。 2.知道能量子和普朗克常量。 3.了解能级及原子光谱。
【引入】
铁块从发 热到发光 的颜色变 化
一、热辐射
1.热辐射：一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与 温度有关。 2.热辐射规律：温度越高，热辐射中波长较短的成分 越强
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三、能级
氢 原子光谱：分立的线状谱
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二、能量子
1.德国物理学家_普__朗__克__最早提出量子假说,开创了量 子理论的新时代
•
4.信仰是我们在生活中必须持有的精 神依托 ，人生 的途中 总会有 无法靠 自身逾 越的沟 壑，信 仰便是 引导我 们度过 难关， 走向远 方的桥 。个体 生命需 要信仰 支撑， 国家民 族需要 信仰奠 基；人 无信仰 难自立 ，国无 信仰难 自强。
•
5.理想不同于幻想，理想是经过努力 可以实 现的愿 望，而 幻想则 是根本 无法实 现的无 稽之谈 ，要勇 于树立 远大理 想，同 时也要 摒弃不 切实际 的幻想 。
必修三
13.5 能量量子化
【学习目标】 1.了解热辐射和黑体辐射。 2.知道能量子和普朗克常量。 3.了解能级及原子光谱。
【引入】
铁块从发 热到发光 的颜色变 化
一、热辐射
1.热辐射：一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与 温度有关。 2.热辐射规律：温度越高，热辐射中波长较短的成分 越强
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二、平衡热辐射 加热一物体 物体的温度恒定时 物体所吸收的能量等于在同一 时间内辐射的能量 这时得到的辐射称为平衡热辐射
2. 黑体辐射实验规律
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的空腔,可近似看作 黑体。
研究黑体辐射的规 律是了解一般物体热 辐射性质的基础。
1918年他荣获诺贝尔物理学奖。
他的墓碑上只刻着他的姓名和
h 6 .6 2 1 3 6 焦 0 4秒
黑体辐射的研究卓有成效地展现
在人们的眼前，紫外灾难的疑点找 到了，为人类解决了一大难题。使 热爱科学的人们又一次倍感欣慰， 但真理与谬误之争就此平息了吗？
谢谢您的聆听与观看
THANK YOU FOR YOUR GUIDANCE.
例如：铁块 温度 从看不出发光到暗红到橙色到黄白色 这种与温度有关的辐射 称为热辐射 热辐射 --- 热能转化为电磁能的过程
2. 对热辐射的初步认识
任何物体任何温度均存在热辐射
温度 发射的能量 电磁波的短波成分
如一个20瓦的白炽灯和一个200瓦的白炽灯
昏黄色
贼亮 刺眼
直觉: 低温物体发出的是红外光 炽热物体发出的是可见光 高温物体发出的是紫外光 注意： 热辐射与温度有关 激光 日光灯发光不是热辐射
紫
普朗 克线
外 灾 难
瑞利--金斯线
维恩线
o1 2 3 4 5
6 78
/μm
3.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。但 是这些谐振子只能处于某些分立的状态，在这些状 态中，谐振子的能量并不象经典物理学所允许的可 具有任意值。相应的能量是某一最小能量ε（称为
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
800K
1000K
1200K
1400K
一、 热辐射及其特点 1. 热辐射
由于分子热运动导致物体辐射电磁波 温度不同时 辐射的波长分布不同
“但是，在物理学晴朗天空的远处，还有两朵令 人不安的乌云，----”
这两朵乌云是指什么呢？
一朵与黑体辐射有关，
另一朵与迈克尔逊实验有关。
然而, 事隔不到一年(1900年底)，就从第 一朵乌云中降生了量子论，紧接着
(1905年)从第二朵乌云中降生了相对论。 经典物理学的大厦被彻底动摇，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
第一节
能量量子化：物理学的 新纪元
19世纪末页，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，成功地解释了 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。他们认为物理学已经 发展到头了。
能量子）的整数倍，即：ε, 1ε, 2ε, 3ε,
... nε. n为正整数，称为量子数。
对于频率为ν的谐振子最小能量为
能量
h
经典 量子
e0(,T)
实验值
普朗克
1 2 3 4 5 6.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
1900年，在英国皇家学会的新年庆祝会上,著名物理学家开尔文 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-也就是说：物理学已经没有什么新东西了，后一辈 只要把做过的实验再做一做，在实验数据的小数点 后面在加几位罢了！
但开尔文毕竟是一位重视现实和有眼力的科学家， 就在上面提到的文章中他还讲到：
黑体模型
黑体模型 空腔上的小孔 炼钢炉上的小洞
向远处观察打开 的窗子 近似黑体
形体平 状的衡 无温态 关度时
,
与 构
黑 体
成辐
黑 体
射 只
的依
材 料
赖 于
物
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)
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。
M (T)2cπ2heh/k3T 1
h 6 .5 1 5 3 0 J 4 s
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。
感谢阅读！为了方便学习和使用，本文档的内容可以在下载后随意修改，调整和打印。欢迎下载！
汇报人：XXX 日期：20XX年XX月XX日