人教版高中物理必修三《能量量子化》電磁感應與電磁波初步PPT課件下載，共31頁。
學習目標
1.了解黑體輻射及其研究的歷史脈絡,感悟以實驗為基礎的科學探究方法。(科學探究)
2.了解能量子的概念及其提出的過程,領會這一科學概念的創新性突破中蘊含的偉大科學思想。(科學思維)
3.了解宏觀物體和微觀粒子的能量變化的特點,體會量子理論的建立極大豐富和深化了人們對物質世界的認識。(科學態度與責任)
【必備知識】
一、熱輻射
想一想紅外體溫計具有方便快捷的特點,那么,這種體溫計是根據什么制成的呢?
提示 將被測物體發射的紅外線具有的輻射能轉變成電信號。紅外線輻射能量的大小與物體本身的溫度是相關聯的,根據轉變成電信號大小,就可以確定物體的溫度。
1.熱輻射:我們周圍的一切物體都在輻射電磁波,這種輻射與物體的溫度有關,所以叫熱輻射。
2.輻射強度按波長的分布情況隨物體的溫度而有所不同。當溫度升高時,熱輻射中波長較短的成分越來越強。
3.除了熱輻射外,物體表面還會吸收和反射外界射來的電磁波。常溫下我們看到的不發光物體的顏色就是反射光所致。
4.黑體:如果某種物體能夠完全吸收入射的各種波長的電磁波而不發生反射,這種物體就叫作黑體。黑體雖然不反射電磁波,但是可以向外輻射電磁波。黑體輻射電磁波的強度按波長的分布只與它的溫度有關。
二、能量子
1.定義:普朗克認為,振動著的帶電微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整數倍。例如,可能是ε或2ε、3ε……這個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是電磁波的頻率,h稱為普朗克常量。
3.能量的量子化:普朗克的假設認為,微觀粒子的能量是量子化的,或者說微觀粒子的能量是不連續(分立)的。
4.光子:光本身就是由一個個不可分割的能量子組成的,頻率為ν的光的能量子為hν,h是普朗克常量,這些能量子叫光子。
三、能級
1.微觀世界中能量取分立值的觀念也適用于原子系統,原子的能量是
量子化的,這些量子化的能量值叫作能級。通常情況下,原子處于能量最低的狀態,這是最穩定的。氣體放電管中的原子受到高速運動的電子的撞擊,有可能躍遷到較高的能量狀態。這些狀態的原子是不穩定的,會自發地向能量較低的能級躍遷,放出光子。
2.原子由高能態向低能態躍遷時放出光子的能量,等于前后兩個能級之差。由于原子的能級是分立的,所以放出的光子的能量也是分立的,因此原子的發射光譜只有一些分立的亮線。
【知識歸納】
1.黑體實際上是不存在的,只是一種理想情況。
2.黑體不一定是黑的,只有當自身輻射的可見光非常微弱時看上去才是黑的;有些可看作黑體的物體由于有較強的輻射,看起來還會很明亮。一些發光的物體(如太陽、白熾燈燈絲)也有時被看作黑體來處理。
3.黑體同其他物體一樣也在輻射電磁波,黑體的輻射規律最為簡單,黑體輻射強度只與溫度有關。
4.一般物體和黑體的熱輻射、反射、吸收的特點。
熱輻射不一定需要高溫,任何溫度都能發生熱輻射,只是溫度低時輻射弱,溫度高時輻射強。在一定溫度下,不同物體所輻射的光譜的成分有顯著不同。
【知識歸納】
1.能級:微觀世界的能量取分立值的觀念也適用于原子系統,原子的能量是量子化的,這些量子化的能量值叫作能級。
2.原子處于能量最低的狀態是最穩定的。
3.原子獲得能量有可能躍遷到較高的能量狀態,這些狀態的原子是不穩定的,會自發地向能量較低的能級躍遷。
4.原子從高能級向低能級躍遷放出的光子的能量等于前后兩個能級之差,原子從低能級躍遷到高能級吸收光子的能量也等于前后兩個能級之差。
5.由于原子的能級是分立的,所以放出的光子的能量也是分立的,原子的發射光譜只有一些分立的亮線。
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