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第十三章 电磁感应与电磁波初步
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
3.黑体:
(1)定义: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。
(2)特点:
①黑体只向外_____电磁波,不_____电磁波。
②黑体辐射电磁波的强度按_____的分布只与它的
_____有关。
辐射
反射
波长
温度
例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
答案：ACD
例2.某军事演习中,士兵佩戴着“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
答案：B
用经典的电磁理论解释黑体辐射的实验规律时遇到了严重的困难。
德国物理学家普朗克进行了多种尝试，进行了激烈的思想斗争。最后他不得不承认：微观世界的某些规律在我们宏观世界看来可能非常奇怪。
情境导引
二、能量子
1.德国物理学家_______最早提出量子假说,开创了量
子理论的新时代
2.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。这个不可再分的最小能量值 ε叫作能量子
普朗克
3.能量子公式:ε=hν,其中ν是电磁波的频率,h称为普朗克常量。h=6.626 070 15×10-34 J·s(一般取h=6.63×10-34 J·s)。
4.能量量子化:在微观世界中能量不能连续变化,只能取分立值,这种现象叫能量量子化。
例3.(多选)关于对普朗克能量子假说的认识,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.能量子假说与现实世界相矛盾,因而是错误的
答案:BC
三、能级
氢 原子光谱：分立的线状谱
1.定义: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:
(1)通常情况下,原子处于能量最低的状态,这是_________。
(2)把原子从一个能级变化到另一个能级的过程叫作_____。
最稳定的
跃迁
(3)处于高能级的原子,自发地向低能级跃迁时_____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___。
放出
差
3.原子光谱:由于原子的_____是分立的,所以放出的光子的_____也是分立的,因此原子的_________只有一些分立的亮线。
能级
能量
发射光谱
例4. 我国的神光“Ⅱ”装置是国际上为数不多的高功率固体激光系统,利用它可获得能量为2 400 J、波长λ为0.35 μm的紫外激光,已知普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,则该紫外激光所含光子数为多少个 (保留2位有效数字)
答案:4.2×1021个
科 学 漫 步
——“聆听”宇宙
“天眼之父”的南仁东

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