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(共23张PPT)
5. 能量量子化
把铁块投进火炉中，刚开始铁块只是发热，并不发光。随着温度的升高，铁块会慢慢变红，开始发光。铁块依次呈现暗红、赤红、橘红等颜色，直至成为黄白色。为什么会有这样的变化呢？
1.知道光的能量是不连续的。
2.初步了解微观世界的量子化特征。
1.了解热辐射，知道热辐射与温度之间的关系。
2.知道普朗克的能量子假说。
3.知道原子中的能级结构。
（物理观念）
（物理观念）
（物理观念）
体会课堂探究的乐趣，
汲取新知识的营养，
让我们一起 吧！
进
走
课
堂
1900年，在英国皇家学会的新年庆祝会上，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)
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：
“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？
黑体辐射实验
后来的事实证明，正是这两朵乌云发展成为一埸革命的风暴，乌云落地化为一埸春雨，浇灌着两朵鲜花。
迈克尔逊-莫雷实验
黑体辐射实验
迈克尔逊-
莫雷实验
普朗克量子力学的诞生
相对论问世
量子力学
相对论
微观领域
高速领域
经典力学
一、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，所以叫作热辐射。物体在室温时，热辐射的主要成分是波长较长的电磁波，不能引起人的视觉。当温度升高时，热辐射中波长较短的成分越来越强。
随着温度的升高，铁块从发热，再到发光，铁块的颜色也不断发生变化。
思考与讨论
一座建设中楼房还没有安装窗子，尽管室内已粉刷，如果从远处观察，把窗内的亮度与楼外墙的亮度相比，你会发现什么？为什么？
黑体：如果某物体能够完全吸收入射各种波长的电磁波而不发生反射，这物体称为黑体
近似黑体
研究黑体辐射是了解一般物体热辐射性质的基础。
黑体辐射
只与温度有关。
黑体辐射实验规律
实验结论:
1.温度越高,辐射强度越大。
2.与最大辐射强度对应的波长向短波方向移动。
0 1 2 3 4
1700K
1500K
1300K
1100K
辐射强度
ε=hν
不可再分的最小能量值ε叫做能量子
3：能量
微观
宏观
h=6.626×10-34J.s
能量只能是最小能量值ε的整数倍，即：ε, 1 ε, 2 ε, 3 ε, ... n ε. n为正整数，称为量子数
1：能量子
2：量子数
连续
分立的，量子化的
两种理论:
维恩公式:
短波适合;长波不符合
瑞利公式:
长波适合;短波荒唐
紫外灾难
普朗克理论 :
在发射和吸收能量的时候，不是连续不断，而是分成一份一份的。能量是h 的整数倍。
最小能量为: ε=h
是波的频率
实验
瑞利公式
维恩公式
黑体辐射理论解释
普朗克理论值
ε=hν
不可再分的最小能量值ε叫做能量子
3.能量
微观
宏观
h=6.626×10-34J.s
能量只能是最小能量值ε的整数倍，即：ε, 1 ε, 2 ε, 3 ε, ... n ε. n为正整数，称为量子数
1.能量子
2.量子数
连续
分立的，量子化的
二、能量子
年轻的爱因斯坦认识到了普朗克能量子假设的意义，他把能量子假设进行了推广，认为电磁场本身就是不连续的。也就是说，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 为普朗克常量。这些能量子后来被叫作光子.
例1.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
ACD
例2.如图所示为黑体辐射的规律，由此图象得到下列结论正确的是（　　）
A．随着温度的降低，各种波长的辐射强度都增大
B．随着温度的降低，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动
C．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
D．黑体热辐射的强度与波长无关
C
例3.氦—氖激光器发出波长为633 nm的激光，当激光器的输出功率为1 mW时，每秒发出的光子数为(　　)
A．2.2×1015　　　　　　　　B．3.2×1015
C．2.2×1014 D．3.2×1014
B
三、能级
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（energy level）。
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.
黑体
热辐射
定义：原子的能量是量子化的，
这些量子化能量值叫作能级
能级跃迁
原子光谱：原子的光谱是一些分立的亮线
能量子
德国物理学家普朗克最早提出量子假说
物体中不停运动的带电微粒
产生
只吸收不反射电磁波
黑体辐射问题
光子
爱因斯坦发展此理论
提出
能级
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
ACD
2.由中国健康发展研究中心发布《国民视觉健康报告》白皮书显示，我国学生的近视患病率在逐年增加。课业负担重、沉迷电子产品已成为影响青少年视力的两大“杀手”。现代医学采用激光“焊接”视网膜技术来治疗近视，所用激光的波长 。已知普朗克常量 ，光在真空中传播速度 ，则该激光中每个光子的能量为（　　）
A． B．
C． D．
A
3.氦氖激光器发射波长为 632.8 nm 的单色光，这种光的一个光子的能量为多少？若该激光器的发光功率为 18 mW，则每秒发射多少个光子？
解：ε＝hν
每秒光子数量
集腋成裘，聚沙成塔。几秒钟虽然不长，却能构成永恒长河中的伟大时代。
名言警句

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