人教版高中物理必修三《能量量子化》电磁感应与电磁波初步PPT课件下载，共31页。
学习目标
1.了解黑体辐射及其研究的历史脉络,感悟以实验为基础的科学探究方法。(科学探究)
2.了解能量子的概念及其提出的过程,领会这一科学概念的创新性突破中蕴含的伟大科学思想。(科学思维)
3.了解宏观物体和微观粒子的能量变化的特点,体会量子理论的建立极大丰富和深化了人们对物质世界的认识。(科学态度与责任)
【必备知识】
一、热辐射
想一想红外体温计具有方便快捷的特点,那么,这种体温计是根据什么制成的呢?
提示 将被测物体发射的红外线具有的辐射能转变成电信号。红外线辐射能量的大小与物体本身的温度是相关联的,根据转变成电信号大小,就可以确定物体的温度。
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,所以叫热辐射。
2.辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而有所不同。当温度升高时,热辐射中波长较短的成分越来越强。
3.除了热辐射外,物体表面还会吸收和反射外界射来的电磁波。常温下我们看到的不发光物体的颜色就是反射光所致。
4.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。黑体虽然不反射电磁波,但是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。
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。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。
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,或者说微观粒子的能量是不连续(分立)的。
4.光子: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是普朗克常量,这些能量子叫光子。
三、能级
1.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。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。
2.原子由高能态向低能态跃迁时放出光子的能量,等于前后两个能级之差。由于原子的能级是分立的,所以放出的光子的能量也是分立的,因此原子的发射光谱只有一些分立的亮线。
【知识归纳】
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;有些可看作黑体的物体由于有较强的辐射,看起来还会很明亮。一些发光的物体(如太阳、白炽灯灯丝)也有时被看作黑体来处理。
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。
4.一般物体和黑体的热辐射、反射、吸收的特点。
热辐射不一定需要高温,任何温度都能发生热辐射,只是温度低时辐射弱,温度高时辐射强。在一定温度下,不同物体所辐射的光谱的成分有显著不同。
【知识归纳】
1.能级:微观世界的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.原子处于能量最低的状态是最稳定的。
3.原子获得能量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。
4.原子从高能级向低能级跃迁放出的光子的能量等于前后两个能级之差,原子从低能级跃迁到高能级吸收光子的能量也等于前后两个能级之差。
5.由于原子的能级是分立的,所以放出的光子的能量也是分立的,原子的发射光谱只有一些分立的亮线。
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