人教版高中物理必修三《能量量子化》電磁感應(yīng)與電磁波初步PPT課件下載，共31頁(yè)。
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.了解黑體輻射及其研究的歷史脈絡(luò),感悟以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)探究方法。(科學(xué)探究)
2.了解能量子的概念及其提出的過程,領(lǐng)會(huì)這一科學(xué)概念的創(chuàng)新性突破中蘊(yùn)含的偉大科學(xué)思想。(科學(xué)思維)
3.了解宏觀物體和微觀粒子的能量變化的特點(diǎn),體會(huì)量子理論的建立極大豐富和深化了人們對(duì)物質(zhì)世界的認(rèn)識(shí)。(科學(xué)態(tài)度與責(zé)任)
【必備知識(shí)】
一、熱輻射
想一想紅外體溫計(jì)具有方便快捷的特點(diǎn),那么,這種體溫計(jì)是根據(jù)什么制成的呢?
提示 將被測(cè)物體發(fā)射的紅外線具有的輻射能轉(zhuǎn)變成電信號(hào)。紅外線輻射能量的大小與物體本身的溫度是相關(guān)聯(lián)的,根據(jù)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)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(guān),所以叫熱輻射。
2.輻射強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布情況隨物體的溫度而有所不同。當(dāng)溫度升高時(shí),熱輻射中波長(zhǎng)較短的成分越來越強(qiáng)。
3.除了熱輻射外,物體表面還會(huì)吸收和反射外界射來的電磁波。常溫下我們看到的不發(fā)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(zhǎng)的電磁波而不發(fā)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(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與它的溫度有關(guān)。
二、能量子
1.定義:普朗克認(rèn)為,振動(dòng)著的帶電微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整數(shù)倍。例如,可能是ε或2ε、3ε……這個(gè)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(shè)認(rèn)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(xù)(分立)的。
4.光子:光本身就是由一個(gè)個(gè)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(jí)
1.微觀世界中能量取分立值的觀念也適用于原子系統(tǒng),原子的能量是
量子化的,這些量子化的能量值叫作能級(jí)。通常情況下,原子處于能量最低的狀態(tài),這是最穩(wěn)定的。氣體放電管中的原子受到高速運(yùn)動(dòng)的電子的撞擊,有可能躍遷到較高的能量狀態(tài)。這些狀態(tài)的原子是不穩(wěn)定的,會(huì)自發(fā)地向能量較低的能級(jí)躍遷,放出光子。
2.原子由高能態(tài)向低能態(tài)躍遷時(shí)放出光子的能量,等于前后兩個(gè)能級(jí)之差。由于原子的能級(jí)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(fā)射光譜只有一些分立的亮線。
【知識(shí)歸納】
1.黑體實(shí)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(dāng)自身輻射的可見光非常微弱時(shí)看上去才是黑的;有些可看作黑體的物體由于有較強(qiáng)的輻射,看起來還會(huì)很明亮。一些發(fā)光的物體(如太陽(yáng)、白熾燈燈絲)也有時(shí)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(guī)律最為簡(jiǎn)單,黑體輻射強(qiáng)度只與溫度有關(guān)。
4.一般物體和黑體的熱輻射、反射、吸收的特點(diǎn)。
熱輻射不一定需要高溫,任何溫度都能發(fā)生熱輻射,只是溫度低時(shí)輻射弱,溫度高時(shí)輻射強(qiáng)。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(shí)歸納】
1.能級(jí):微觀世界的能量取分立值的觀念也適用于原子系統(tǒng),原子的能量是量子化的,這些量子化的能量值叫作能級(jí)。
2.原子處于能量最低的狀態(tài)是最穩(wěn)定的。
3.原子獲得能量有可能躍遷到較高的能量狀態(tài),這些狀態(tài)的原子是不穩(wěn)定的,會(huì)自發(fā)地向能量較低的能級(jí)躍遷。
4.原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷放出的光子的能量等于前后兩個(gè)能級(jí)之差,原子從低能級(jí)躍遷到高能級(jí)吸收光子的能量也等于前后兩個(gè)能級(jí)之差。
5.由于原子的能級(jí)是分立的,所以放出的光子的能量也是分立的,原子的發(fā)射光譜只有一些分立的亮線。
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