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能量量子化—【新教材】人教版高中物理必修第三册课件

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13.5 能量量子化(同步课件)-高二物理(人教版2019必修第三册)(共25张ppt)

13.5 能量量子化(同步课件)-高二物理(人教版2019必修第三册)(共25张ppt)
各种波长的辐射强度都有增加；
辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。
黑体辐射实验：随着温度的升高
各种波长的辐射强度都有增加；
辐射强度的极大值向波长较短
的方向移动。
德国物理学家基尔霍夫首先
黑体：理想化模型 提出了绝对黑体的模型。
①黑体虽然不反射电磁波，但是却可以向外辐射电磁波。 ②黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与它的温度有关。 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。
一座建设中的楼房还没有安窗子，尽管室内已经粉刷，知果从远处 观察，你会发现什么?为什么?
我们看教室里看起来很暗，实际上里面是明亮的。 因为它反射的光进 不到我们的眼睛，相当于被教室“消化 ”了。
黑体模型
黑体：如果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，这种物体就叫作黑体。
黑体辐射实验：随着温度的升高
紫外灾难
德国物理学家维恩在1896年提 出了辐射强度按波长分布的理 论公式
辐
射
随着温度的升高，一方面，各
强 度
种波长的辐射强度都有增加；
另一方面，辐射强度的极大值
0 1 2 3 4 5 6 （μλm）向波长较短的方向移动。
能 量 子
贰
1900年底，普朗克作出了这样的大胆假 设：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。例如，可能是ε或 2ε、3ε……这个不可再分的最小能量值 ε叫作能量子（energy quantum），它的大
1
E/eV 0 -0.85 -1.51 -3.4
-13.6
rn n2r1
1 En = n2 E1 (E1 = -13.6eV)
n = 1, 2, 3
典型例题

13.5能量量子化课件-人教版(2019)必修第三册(共27张PPT)

13.5能量量子化课件-人教版(2019)必修第三册(共27张PPT)
电磁波是变化的电场或磁场相互激发产生的。
环节一：热辐射
物体内变化的电场或磁场是怎么产生的呢？ 提示：一切物体内都存在不停运动的带电微粒，带电微 粒的振动产生变化的电磁场，就会向外辐射电磁波。 热辐射有什么特点呢？
环节一：热辐射
大量实验结果表明，物体辐射的电磁波，其辐射强度 按波长的分布情况随物体的温度而有所不同，温度升高时， 热辐射中波长较短的成分越来越强。
环节三：能量量子化
能量是一份一份的，我们称为量子化。“量子化”和 “连续”是对立的。
我们的生活中也有连续和不连续的事物变化，你能不 能找到一个实例，来区别“连续”和“量子化”？
环节三：能量量子化
环节四：量子化的发展
爱因斯坦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。爱因斯坦的光子说，成功地解 释了光电效应现象。
环节四：量子化的发展
氢原子光谱
环节四：量子化的发展
微观世界中能量取分立值的观念也适用于原子系统。 当电子在不同的轨道上运动时，原子处于不同的状态， 原子在不同的状态中具有不同的能量，所以原子的能量也 是量子化的。这些量子化的能量值叫作能级。 原子的这些具有确定能量的稳定状态，称为定态。能 量最低的状态叫作基态，其他的状态叫作激发态。
环节二：黑体辐射
黑体虽然不反射电磁波，但却可以向外辐射电磁波。黑体 辐射电磁波的强度按波长的分布只与它的温度有关。
黑体虽然是一个模型，但在现实生活中，有很多物体，它 们反射的电磁波和辐射的电磁波相比很少的话，我们就可以把 它们当成是黑体。
环节二：黑体辐射
烟煤 开孔的黑盒子 远处的窗口

能量量子化课件-高二物理人教版(2019)必修第三册

能量量子化课件-高二物理人教版(2019)必修第三册
13.5能量量子化
19世纪末，牛顿定律在各个领域里都取得 了很大的成功：在机械运动方面不用说， 在分子物理方面，成功地解释了温度、压 强、气体的内能。在电磁学方面，建立了 一个能推断一切电磁现象的 Maxwell方程。 另外还找到了力、电、光、声等都遵循的 规律——能量转化与守恒定律。当时许多 物理学家都沉醉于这些成绩和胜利之中， 他们认为物理学已经发展到头了。
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，所以叫作热辐射。
②辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而有所不同。 温度越低，辐射的电磁波重波长较长的成分多，随温度的 升高，期中波长较短的成分增多。
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，块从发 热，再到发光，铁块的颜色也不
断发生变化。
固体在温度升高时颜色的变化
800 K
1000 K
1200 K
1400 K
例如：铁块 温度 从看不出发光到暗红到橙色到黄白色。
一座建设中的楼房还没安装窗子，尽管室内已经粉刷，如果从远处看窗内， 你会发现什么？为什么？
向远处观察打开的窗子近似黑色
20世纪20年代，量子力学建立了，它能够很好地描述微观粒子运动的 规律，并在现代科学技术中发挥了重要作用。
核能的利用，计算机和智能手机的制造，激光技术等的应用都离不开量子力 学。是量子力学引领我们迈入了现代社会，让我们享受到非富多彩的现代生活。
玻尔理论对氢光谱的解释 ： 玻尔从上述假设出发，利用经典理论和量子理 论结合，计算出了氢的电子的轨道半径和对应的能量值（能级）。
n
∞
氢4 原3 子 能2 级

新教材人教版高中物理必修第三册 13.5能量量子化 教学课件

新教材人教版高中物理必修第三册 13.5能量量子化 教学课件

还与材料的种类及表面状况有关，而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。
辐射强度
黑体辐射实验：随着温度的升高：
各种波长的辐射强度都有增加；
辐射强度的极大值向波长较短的方
向移动。
0 1 2 3 4 m
第十页，共二十七页。
一、热辐射
黑体辐射理论解释
M 0 (,T )
瑞利线
（1）维恩的半经验公式：
一、热辐射
大量实验结果表明，辐射强度按波长的分 布情况随物体的温度而有所不同。
常温下我们看到不发光的物体颜色就是物体 表面反射光所致。
如果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，会怎样？
第八页，共二十七页。
一、热辐射
黑体：如果某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，这物体称
第二十二页，共二十七页。
2.下列关于热辐射和黑体辐射的说法 不正确 的是( )
A. 一切物体都在辐射电磁波
B. 黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波
C. 黑体辐射强度的极大值跟温度无关
D. 一般物体辐射电磁波的强度与温度有关
【正确答案】C
第二十三页，共二十七页。
3.红、橙、黄、绿四种单色光中,光子能量最小的是( )
第四页，共二十七页。
这两朵乌云是指什么呢？ 黑体辐射实验
光的速度
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。
第五页，共二十七页。
而关于黑体辐射的 问题正是我们今天要学 习的内容。
提出问题
新课讲解
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？

人教版高中物理必修三 《能量量子化》PPT精品课件

人教版高中物理必修三 《能量量子化》PPT精品课件

1234
第二十三页，共二十四页。
本课结束
第二十四页，共二十四页。
第十八页，共二十四页。
随堂演练
1.(黑体辐射)(多选)下列说法正确的是 A.只有温度高的物体才会有热辐射 B.黑体只是从外界吸收能量，从不向外界辐射能量
√C.黑体可以看起来很明亮，是因为黑体可以有较强的辐射
√D.一般材料的物体，辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料的种 类和表面情况有关
1234
. 能级
2.原子从高能态向低能态跃迁时 放出 光子，光子的能量等于前后两个能
级 之差 .
第六页，共二十四页。
即学即用
判断下列说法的正误.
(1)红外线的显著作用是热作用，温度较低的物体不能辐射红外线.( ) × (2)黑体一定是黑色的.( ×)
(3)热辐射只能产生于高温物体.( ) ×
(4)当原子从能量较高的能态跃迁到能量较低的能态时，会放出任意能量的光
子.( ) ×
第七页，共二十四页。
重点探究 一、热辐射和黑体辐射 1.黑体实际上是不存在的，只是一种理想情况.
2.黑体不一定是黑的，只有当自身辐射的可见光非常微弱时看上去才是黑的；有 些可看成黑体的物体由于有较强的辐射，看起来还会很明亮，如炼钢炉口上的
小孔. 3.黑体同其他物体一样也在辐射电磁波，黑体的辐射规律最为简单，黑体辐 射强度只与温度有关.
人教版高中物理必修三 《能量量子化》PPT精品课件
科 目：物理 适用版本：人教版 适用范围：【教师教学】
第十三章 电磁感应与电磁波初步
第一页，共二十四页。
学习目标
1.了解热辐射和黑体的概念. 2.初步了解微观世界的量子化特征，知道普朗克常量. 3.了解原子的能级结构.

13.5能量量子化人教版(教材)高中物理必修第三册优秀课件

13.5能量量子化人教版(教材)高中物理必修第三册优秀课件
答案:不可以取任意值.因为光量子的能量不是连续的,而是 一份一份的.
2.普朗克常量为h,每个波长为λ的激光光量子的能量是多少? 真空中的光速为c,如果激光发射功率为P,那么每秒发射多少 个光量子?
3.原子由高能量状态跃迁到低能量状态时,释放出的光子的 频率可以是任意值吗?
答案:不可以.因为各能级是分立的,放出的光子的能量也是 分立的,由E=hν可知,原子跃迁时释放出的光子的频率也是 一系列分立的值.
论。
组成的, 频率为ν的光的能量子为 hν ,这些能量子后来被叫 12.《离骚》中用大鸟和小鸟不合群来比喻说明自己绝不随波逐流的两句：鸷鸟之不群兮，自前世而固然。
（三）大堰河在流尽了她的乳汁之后，又开始劳动了，流她的血汗。大家自读第七节，思考：大堰河从事着这样又苦、又脏、又累的活儿，为什么 始终含着笑呢？
3.什么是黑体?黑体能反射或辐射电磁波吗?
答案:如果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,这种物体就是黑体.黑体不能反射电磁波, 但是可以向外辐射电磁波. 4.煤烟(如图)很接近黑体,其吸收率为99%,即投射 到煤烟的辐射能量几乎全部被吸收.一定量的煤 烟在阳光下照射,它的温度是否会一直上升(不考 虑与空气的热交换)? 答案:不会.煤烟吸收能量的同时还伴随着能量的辐射,最终 将趋于平衡,之后温度不再升高.
本文从荆轲将入秦作准备工作写起，接着写他在太子丹的催促下启程赴秦，及至到秦国后巧用“打开关节”的办法“拜见”秦王，最后记叙了刺秦王的壮
常量,其值为h= 6.626 070 15×10 J·s . 烈举动及其惊心动魄的场面。对这一复杂的事件，作者不但写得精彩、生动，而且文字十分洗练，有很强的感染力。
3、大堰河——我的保姆·教案
【典例2】人眼对绿光较为敏感,正常人的眼睛接收波长为

第十三章 5.能量量子化—新教材人教版高中物理必修三课件

第十三章 5.能量量子化—新教材人教版高中物理必修三课件
)
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
解析:根据热辐射定义知A正确;根据热辐射和黑体辐射的特点知一
般物体辐射电磁波的情况除与温度有关外,还与材料种类和表面状
况有关,而黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有
(1)温度较低的物体不能进行热辐射。(
)
解析:我们周围的一切物体都能进行辐射。
答案:×
(2)黑体一定是黑色的。(
)
解析:黑体是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,不一定是黑色的物体。
答案:×
必备知识
自我检测
(3)温度越高,热辐射中波长较长的成分越强。(
)
解析:一切物体都在辐射电磁波,温度越高,热辐射中波长较短的成
成正比,与波长成反比,与速度无关,故A正确。
答案:A
探究一
探究二
探究三
随堂检测
对黑体和黑体辐射的理解
情境导引
煤烟很接近黑体,其吸收率为99%,即投射到煤烟的辐射能量几乎全
部被吸收,把一定量的煤烟置于阳光下照射,问它的温度是否一直
在上升?
要点提示:不会,因为随着能量不断吸收,还伴随着能量的辐射,最终
一般
有关,与材料的种类、表面 与材料的种类及入射
物体
状况有关
波的波长等因素有关
辐射电磁波的强弱按波长
完全吸收各种入射电
黑体
的分布只与黑体的温度有
磁波,不反射
关
探究一
探究二
探究三
随堂检测
实例引导
例1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

能量量子化-高二物理课件(人教版2019必修第三册)

能量量子化-高二物理课件(人教版2019必修第三册)
的辐射,看起来还会很明亮。
[针对训练1] 关于对黑体的认识,下列说法正确的是( C )
A.黑体只吸收电磁波,不反射电磁波,看上去是黑的
B.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布除与温度有关外,还与材料的种类及表面状况有
关
C.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关 ,与材料的种类及表面状况
无关
D.如果在一个空腔壁上开一个很小的孔,射入小孔的电磁波在空腔内表面经多次反射和
不可能停留在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。
[例2] 光是一种电磁波,可见光的波长的大致范围是400～700 nm。
400 nm、700 nm电磁波辐射的能量子的值各是多少?(结果均保留三
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。
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。
定态
电离
跃迁
分立轨道
激发态
1
2
3
4
基态
E4
E4
E3
E3
E2
E2
E1
E1
原子从高能态向低能态跃迁时放出的
物体中存在着不停运动的带电微粒，带电微粒的振动会产生变化的电磁场，从
而产生电磁辐射。
大量实验结果表明，辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而有所不同。
温度越高，辐射强度越强，辐射的电磁波频率越高。
黑体
除物体的颜色就是反射光所致。

13.5能量量子化—【新教材】人教版人教版高中物理必修第三册课件

13.5能量量子化—【新教材】人教版人教版高中物理必修第三册课件
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
13.5
铁块从发热到发光的颜色变化
热辐射：一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与温度有关。
氢 原子光谱：分立的线状谱
这个不可再分的最小能量值 ε叫作能量子
(多选)关于对普朗克能量子假说的认识,下列说法正确的是( )
63×10-34 J·s)。
这个不可再分的最小能量值 ε叫作能量子
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。
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
【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_辐__射__电磁波,不_反__射__电磁波。 ②黑体辐射电磁波的强度按_波__长__的分布只与它的 _温__度__有关。
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第5节 能量量子化
一、 热辐射 [观图助学] 晒太阳使身体变暖，是通过什么方式改变人体内能的？冬天在火炉旁烤手
是通过什么方式改变人体内能的？
1.热辐射 (1)定义：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 以叫热辐射。 (2)特点：热辐射强度按波长的分布情况随物体的___温__度___不同而有所不同。
13.5 能量量子化— 【新教材】人教版（2019）高中物理 必修第 三册课 件 (共25张PPT)
13.5 能量量子化— 【新教材】人教版（2019）高中物理 必修第 三册课 件 (共25张PPT)
[归纳] 1.黑体不一定是黑的，只有当自身辐射的可见光非常微弱时看上去才是黑的；有些
可看作黑体的物体由于有较强的辐射，看起来还会很明亮，如炼钢炉口上的小 孔。一些发光的物体(如太阳、白炽灯灯丝)也被当作黑体来处理。 2.黑体同其他物体一样也在辐射电磁波，黑体的辐射规律最为简单，黑体辐射强度 只与温度有关。
13.5 能量量子化— 【新教材】人教版（2019）高中物理 必修第 三】人教版（2019）高中物理 必修第 三册课 件 (共25张PPT)
[思考判断] (1)微观粒子的能量只能是能量子的整数倍。( √ ) (2)能量子的能量不是任意的，其大小与电磁波的频率成正比。( √ )
13.5 能量量子化— 【新教材】人教版（2019）高中物理 必修第 三册课 件 (共25张PPT)
13.5 能量量子化— 【新教材】人教版（2019）高中物理 必修第 三册课 件 (共25张PPT)
[典型例题] [例1] 近年来军事行动中，士兵都配戴“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
2.黑体 (1)定义：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___， 这种物体就叫作黑体。 (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。
[思考判断] (1)热辐射只能产生于高温物体。( × ) (2)能吸收各种电磁波而不反射电磁波的物体叫黑体。( √ ) (3)温度越高，黑体辐射电磁波的强度越大。( √ ) (4)黑体是一种客观存在的物质。( × )
13.5 能量量子化— 【新教材】人教版（2019）高中物理 必修第 三册课 件 (共25张PPT)
13.5 能量量子化— 【新教材】人教版（2019）高中物理 必修第 三册课 件 (共25张PPT)
[思考判断] (1)处于基态的原子是不稳定的，会自发地向其他能级跃迁，放出光子。( × ) (2)不同的原子具有相同的能级，原子跃迁时辐射的光子频率是相同的。( × )
13.5 能量量子化— 【新教材】人教版（2019）高中物理 必修第 三册课 件 (共25张PPT)
13.5 能量量子化— 【新教材】人教版（2019）高中物理 必修第 三册课 件 (共25张PPT)
13.5 能量量子化— 【新教材】人教版（2019）高中物理 必修第 三册课 件 (共25张PPT)
13.5 能量量子化— 【新教材】人教版（2019）高中物理 必修第 三册课 件 (共25张PPT)
要点
对热辐射、黑体和黑体辐射的理解
如图所示，一个闭合的空腔，在空腔表面开一个小孔，小孔就可以模拟一个黑体，观察 从外面射来的电磁波的传播情况，思考：什么是黑体？ 答案 经小孔射入空腔，要在腔壁上经过多次反射，在多次反射过程中，外面射来的 电磁波几乎全部被腔壁吸收，最终不能从空腔射出。这个闭合的空腔类似于黑体，黑 体实际上是不存在的，只是一种理想模型。
二、 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叫作__能__量__子__。
2. 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 ＝ 6.626×10－34 J·s(一般取h＝6.63×10－34 J·s)。
13.5 能量量子化— 【新教材】人教版（2019）高中物理 必修第 三册课 件 (共25张PPT)
3.能量的量子化：普朗克的假设认为微观粒子的能量是_量__子__化___的，或者说微观粒子 的能量是___不__连__续__(_分__立__) __的。爱因斯坦把能量子假设进行了推广，认为电磁场本 身就是不连续的，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____。
13.5 能量量子化— 【新教材】人教版（2019）高中物理 必修第 三册课 件 (共25张PPT)
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三、 能 级 1.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。 2.能级跃迁：通常情况下，原子处于能量最低的状态，这是最___稳__定___的。气体放电
管中的原子受到高速运动的电子的撞击，有可能跃迁到较高的能量状态。这些状态 的原子是不稳定的，会__自__发____地向能量较低的能级___跃__迁___，放出光子。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__差___。