1 高中物理选修3-5原子物理部分总结
章节 名称 定义（内容） 补充
第十七章
波粒二象性 第一节
能量量子化 黑体与黑体辐射 热辐射：一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体温度有关。
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，这种物体就是绝对黑体，简称黑体。
黑体辐射的实验规律 随着温度的升高，一方面，各种波长的辐射强度都有增加；另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。
黑体辐射公式（辐射强度按波长分布的理论公式） 维恩公式：短波区与实验非常接近，长波区则与实验偏离很大。（德国物理学家维恩1896年提出）
瑞利公式（瑞利—金斯公式）：长波区与实验基本一致，短波区与实验严重不符，不但不符，而且当波长趋于零时，辐射强度竟变成无穷大，这显然是荒谬的。由于波长很小的辐射处于紫外线波段，故而由理论得出的这种荒谬结果被认为是物理学理论的灾难，当时被称为紫外灾难。（英国物理学家瑞利1900年提出，被金斯修正）
能量子 不可再分的最小能量值叫做能量子。为了得出同实验相符得黑体辐射公式，德国物理学家普朗克于1900年底提出，于1918年因此获得诺贝尔物理学奖。 hv
h=6.626×10-34J·s
单位：J v单位：s-1
第二节
光的粒子性 光电效应的实验规律 1、照射到金属表面的光能使金属中的电子从表面逸出，这个现象称为光电效应，这种电子常被称为光电子。
2、存在着饱和电流。
3、入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多。
4、存在这遏止电压Uc和截止频率cv。
5、光电子的能量只与入射光的频率有关。
6、当入射光的频率减小到某一数值cv时，即使不施加反向电压也没有光电流，这表面已经没有光电子了，cv称为截止频率。
7、入射光的频率低于截止频率时不发生光电效应。 c2c21eUυme＝ 2 8、光电效应具有瞬时性，产生电流的时间不超过10-9s。
逸出功 使电子脱离某种金属所做功的最小值叫做这种金属的逸出功，用W0表示。
第十七章 波粒二象性
17.1能量量子化
一、黑体与黑体辐射
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．
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，这种物体就是绝对黑体，简称黑体．
(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． 想一想 在火炉旁边有什么感觉？投入炉中的铁块颜色怎样变化？说明了什么问题？
答案
在火炉旁会感到热，这是由于火炉不断地向外辐射能量．投入炉中的铁块依次呈现暗红、赤红、橘红等颜色，直至成为黄白色，这表明同一物体热辐射的强度与温度有关．
二、黑体辐射的实验规律
1．随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加．
2．随着温度的升高，辐射强度的极大值向着波长较短的方向移动．
现实生活中不存在理想的黑体，实际的物体都能辐射红外线(电磁波)，也都能吸收和反射红外线(电磁波)，绝对黑体不存在，是理想化的模型．
三、能量子
1．定义：普朗克认为，带电微粒辐射或吸收能量时，只能是辐射或吸收某个最小能量值的整数倍，这个不可再分的最小能量值叫做能量子．
注意：带电微粒的辐射和吸收能量时是以最小能量值——能量子ε的整数倍一份一份地辐射或吸收的，是不连续的
2．大小：ε＝hν，其中ν是电磁波的频率，h是普朗克常量，数值h＝6.626×10－34J·s(一般h取6.63×10－34 J·s)．其中ν ＝ cλ
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．
17.2光的粒子性
一、光电效应（光电效应证明了光的粒子性）
1．光电效应：照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出的现象．
2．光电子：光电效应中发射出来的电子．
（1）光电效应的实质：光现象――→转化为电现象．
物理选修3-5（第十七章：波粒二象性---孙昌英编辑）
1 第十七章：波粒二象性
第1讲：能量量子化
（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．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，这种物体就是绝对黑体。
注意:黑体看上去不一定是黑色的,只有当自身辐射的可见光非常微弱时看上去才是黑的;有些可看做黑体的物体,由于有较强的辐射,看起来还是很明亮,如太阳等一些发光物体也被当做黑体来处理.
3．黑体辐射
（1）．一般物体的辐射强度除了跟温度有关外，还跟物体的形状、表面状况等有关。
（2）．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。
特点： ①随着温度的升高,各种波长的辐射强度都有 .
②．随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较 的方向移动
（3）．一般物体的热辐射和黑体辐射和吸收/反射的特点
热辐射特点 吸收/反射特点
一般物体 辐射电磁波的情况与温度有关,与材料的种类及表面状态有关 既吸收又反射.其它能力与材料种类及入射波长等因素有关
黑体 辐射电磁波的强度按波长分布只与黑体的温度有关 完全吸收各种入射电磁波,不反射
（二）．能量量子化
1.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 .当带电微粒辐射和吸收能量时,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叫做能量子.
（光子：在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光量子，简称光子。）
2．①能量子公式ε=hν
ν是电磁波的频率,h是一个常量,被称为普朗克常量,h=6.626×10-34 J·s.
②波长与频率的关系c=λν
c为电磁波的速度3×108m/s ， λ为电磁波的波长， f为电磁波的频率。
注意：可见光中，红光的波长最长（红橙黄绿蓝腚紫），即红光的频率最小
第十七章 波粒二象性
第1节 能量量子化：物理学的新纪元
P28黑体辐射，学生理解为热辐射就可以了，不要在“黑体”概念上作文章。
P29～P31量子论的建立过程：通过前人的工作了解科学探究
19世纪，经典的力学、电磁学、统计物理学取得了极大的成就。威廉·汤姆孙1900年元旦，回顾了物理学过去几百年的发展，充满自信地宣称：科学的大厦已经完成，未来的物理学家只要做些修补的工作就可以了。不过他也承认，“明朗的天空中还有两朵小小的、另人不快的乌云。”
黑体辐射
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经典电磁学
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矛盾
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普朗克假设
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推理（数学）
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验证
“量子化”的概念是这节的重点，可以通过通俗的事例说明。
黑体辐射的规律
