2018-2019版物理新导学笔记选修3-5第17章1

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1、1能量量子化[学习目标]1.了解黑体辐射的实验规律.2.了解能量子的概念及其提出的科学过程.3.了解宏观物体和微观粒子的能量变化特点．一、黑体与黑体辐射[导学探究]1．什么是热辐射？这种辐射与物体的温度有何关系？与材料种类及表面状况有关吗？答案(1)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，所以叫做热辐射．(2)辐射强度按波长的分布情况是：随物体的温度的升高，热辐射中波长较短的电磁波成分越来越强．(3)有关．2．什么是黑体辐射？它与热辐射有什么不同？答案(1)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，叫做黑体．(2)黑体辐射电磁波的强

2、度按波长的分布只与黑体的温度有关．而热辐射还与其他因素有关(材料的种类和表面状况)．[知识梳理]1．热辐射(1)定义：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，所以叫做热辐射．(2)特点：辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而有所不同．2．黑体(1)定义：若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．(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．二、黑体辐射的实验规律[导学探究]1．黑体辐射电磁波的强度按波长分布如图1所示，当温度从1300K升高到1700K时，各种波长的电磁波

3、的辐射强度怎么变？辐射强度极大值对应的波长如何变化？图1答案变强．辐射强度的极大值向波长较短的方向移动．2．你认为现实生活中存在理想的黑体吗？答案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．[知识梳理]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着波长较短的方向移动．三、能量子[导学探究]某激光器能发射波长为λ的激光，那么激光光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，那么每个激光光量子的能量是多

4、少？如激光发射功率为P，那么每秒钟发射多少个光量子？(真空中的光速为c)cP答案不可以．光量子的能量不是连续的，而是一份一份的，E＝h＝.个数N＝λEPλ.hc[知识梳理]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．－342．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．h＝6.626×10Js·(一－34般取h＝6.63×10Js·)．3．能量的量子化：微观粒子的能量是量子化的，或者说微观粒子的

5、能量是分立的．一、黑体辐射的规律1．一般物体与黑体的比较热辐射特点吸收、反射特点一般辐射电磁波的情况与温度、材料的种既吸收又反射，其能力与材料的种类物体类及表面状况有关及入射波长等因素有关辐射电磁波的强度按波长的分布只完全吸收入射的各种波长的电磁波，黑体与黑体的温度有关不发生反射2.随着温度的升高，黑体辐射的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．例1下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图象中，符合黑体辐射规律的是()答案A二、能量子的理解和计算1．物体在发射或接收能量的时候，只能从某一状态“飞跃”地过渡到另一状态，而不可能停留在

6、不符合这些能量的任何一个中间状态．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．3．能量子的能量ε＝hν，其中h是普朗克常量，ν是电磁波的频率．例2人眼对绿光较为敏感，正常人的眼睛接收到波长为530nm的绿光时，只要每秒钟有6－34个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉．普朗克常量为6.63×108Js·，光速为3.0×10m/s，则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率约是()－18A．2.3×10－19WB．3.8×10W－10C．7.0×10－18WD．1.2×10W答案A解

7、析因只要每秒钟有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉．所以察觉到绿光时所接收E的最小功率P＝，tc式中E＝6ε，又ε＝hν＝h，λ可解得P＝－34×3.0×1086×6.63×10－18W.－9W≈2.3×10530×101．(黑体辐射规律)(多选)如图2所示，画出了四种温度下黑体辐射的强度与波长的关系图象，从图象中可以看出，随着温度的升高，则()图2A．各种波长的辐射强度都有增加B．只有波长短的辐射强度增加C．辐射强度的极大值向波长较短的方向移动D．辐射电磁波的波长先增大后减小答案AC2．(能量子的理解)红、橙、黄、绿四种单色光中，光子能量最小的是()A．红光B

8、．橙光C．