教科版高中物理選修3-5課件-4-量子概念的誕生課件(教科)

第四單元·波粒二象性量子概念的誕生第四單元·波粒二象性量子概念的誕生1量子概念的誕生[先填空]1．熱輻射我們周圍的一切物體都在以_________的形式向外輻射能量，而且輻射強(qiáng)度隨波長如何分布都與物體的_____相關(guān)，所以物理上把這種輻射稱為熱輻射，物體熱輻射中隨溫度的升高，輻射的___________的電磁波的成分越來越強(qiáng)．電磁波溫度較短波長量子概念的誕生[先填空]電磁波溫度較短波長2生活中的熱輻射現(xiàn)象都表現(xiàn)在哪里：運(yùn)動(dòng)時(shí)人體各部分溫度分布鋼水生活中的熱輻射現(xiàn)象都表現(xiàn)在哪里：運(yùn)動(dòng)時(shí)人體各部分溫度分布鋼水32．黑體與黑體輻射(1)黑體：如果某物體能夠_______吸收外來電磁波而不發(fā)生反射，這種物體就稱為___________，簡稱_________．(2)黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律①一般材料的物體，輻射電磁波的情況，除與_________有關(guān)外，還與材料的種類及表面狀況有關(guān)．②黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布只與黑體的_________有關(guān)．隨著溫度的升高，一方面，各種波長的輻射強(qiáng)度都有__________；另一方面，輻射強(qiáng)度的極大值向_____________的方向移動(dòng)．全部絕對(duì)黑體黑體溫度溫度增加波長較短2．黑體與黑體輻射全部絕對(duì)黑體黑體溫度溫度增加波長較短4(3)維恩和瑞利的理論解釋①建立理論的基礎(chǔ)：依據(jù)經(jīng)典理論的知識(shí)尋求黑體輻射的理論解釋．②維恩公式：在___________與實(shí)驗(yàn)非常接近，在_________則與實(shí)驗(yàn)偏離很大．③瑞利公式：在____________與實(shí)驗(yàn)基本一致，但在___________與實(shí)驗(yàn)嚴(yán)重不符，由理論得出的荒謬結(jié)果被稱為“紫外災(zāi)難”．短波區(qū)長波區(qū)長波區(qū)短波區(qū)(3)維恩和瑞利的理論解釋短波區(qū)長波區(qū)長波區(qū)短波區(qū)53．普朗克提出的能量子的概念(1)普朗克的假設(shè)振動(dòng)的帶電諧振子具有的能量是不連續(xù)的，只能取一些分立的值，即En＝_________(n＝1,2,3，…)，即能量E只能取hν的整數(shù)倍，最小的一份能量ε＝hν稱為_________，式中ν是諧振動(dòng)的頻率，h是一個(gè)常數(shù)，稱為普朗克常量(2)普朗克理論的意義①利用___________的假設(shè)，普朗克推導(dǎo)出了與實(shí)驗(yàn)相符的公式(即普朗克公式)成功的解決了黑體輻射問題．②普朗克在1900年把能量子列入物理學(xué)，正確地破除了“________________”的傳統(tǒng)觀念，成為新物理學(xué)思想的基石之一．能量子能量子能量連續(xù)變化3．普朗克提出的能量子的概念能量子能量子能量連續(xù)變化6[再判斷]1．能吸收各種電磁波而不反射電磁波的物體叫黑體．()2．溫度越高，黑體輻射電磁波的強(qiáng)度越大．()3．微觀粒子的能量只能是能量子的整數(shù)倍．()4．能量子的能量不是任意的，其大小與電磁波的頻率成正比．()5．光滑水平桌面上勻速運(yùn)動(dòng)的小球的動(dòng)能也是量子化的．()[后思考]1．黑體是指黑顏色的物體嗎？2．為了得出同實(shí)驗(yàn)相符的黑體輻射公式，普朗克提出了什么樣的觀點(diǎn)？√√√√×【提示】黑體不是指黑顏色的物體，是指能完全吸收電磁波的物體．【提示】普朗克提出了量子化的觀點(diǎn)．量子化是微觀世界的基本特點(diǎn)，其所有的變化都是不連續(xù)的．[再判斷]√√√√×【提示】黑體不是指黑顏色的物體，是指能71．對(duì)黑體的理解絕對(duì)的黑體實(shí)際上是不存在的，但可以用某裝置近似地代替．如圖4-1-1所示，如果在一個(gè)空腔壁上開一個(gè)小孔，那么射入小孔的電磁波在空腔內(nèi)表面會(huì)發(fā)生多次反射和吸收，最終不能從空腔射出，這個(gè)小孔就成了一個(gè)絕對(duì)黑體．圖4-1-11．對(duì)黑體的理解圖4-1-182．一般物體與黑體的比較熱輻射特點(diǎn)吸收、反射特點(diǎn)一般物體輻射電磁波的情況與溫度有關(guān)，與材料的種類及表面狀況有關(guān)既吸收又反射，其能力與材料的種類及入射波長等因素有關(guān)黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布只與黑體的溫度有關(guān)完全吸收各種入射電磁波，不反射2．一般物體與黑體的比較熱輻射特點(diǎn)吸收、反射特點(diǎn)輻射電磁波的93.黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律(1)溫度一定時(shí)，黑體輻射強(qiáng)度隨波長的分布有一個(gè)極大值．(2)隨著溫度的升高①各種波長的輻射強(qiáng)度都有增加；②輻射強(qiáng)度的極大值向波長較短的方向移動(dòng)．如圖4-1-2所示．3.黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律104．普朗克的量子化假設(shè)的意義(1)普朗克的能量子假設(shè)，使人類對(duì)微觀世界的本質(zhì)有了全新的認(rèn)識(shí)，對(duì)現(xiàn)代物理學(xué)的發(fā)展產(chǎn)生了革命性的影響，成為物理學(xué)發(fā)展史上一個(gè)重大轉(zhuǎn)折點(diǎn)．(2)普朗克常量h是自然界最基本的常量之一，它體現(xiàn)了微觀世界的基本特征．4．普朗克的量子化假設(shè)的意義111．(多選)黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律如圖4-1-3所示，由圖可知()

A．隨溫度升高，各種波長的輻射強(qiáng)度都增加B．隨溫度降低，各種波長的輻射強(qiáng)度都增加C．隨溫度升高，輻射強(qiáng)度的極大值向波長較短的方向移動(dòng)D．隨溫度降低，輻射強(qiáng)度的極大值向波長較長的方向移動(dòng)圖4-1-3【解析】由圖可知，隨溫度升高，各種波長的輻射強(qiáng)度都增加，且輻射強(qiáng)度的極大值向波長較短的方向移動(dòng)，當(dāng)溫度降低時(shí)，上述變化都將反過來，故A、C、D正確，B錯(cuò)誤．ACD1．(多選)黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律如圖4-1-3所示，由圖可知(122．(多選)下列敘述正確的是()A．一切物體都在輻射電磁波B．一般物體輻射電磁波的情況只與溫度有關(guān)C．一般物體輻射電磁波的情況只與材料有關(guān)D．黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布只與黑體溫度有關(guān)【解析】根據(jù)熱輻射定義知A對(duì)；根據(jù)熱輻射和黑體輻射的特點(diǎn)知一般物體輻射電磁波的情況除與溫度有關(guān)外，還與材料種類和表面狀況有關(guān)，而黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布只與黑體溫度有關(guān)，B、C錯(cuò)、D對(duì)．AD2．(多選)下列敘述正確的是()【解析】根據(jù)熱輻133．氦氖激光器發(fā)射波長為6328A。的單色光，試計(jì)算這種光的一個(gè)光子的能量為多少？若該激光器的發(fā)光功率為18mW，則每秒發(fā)射多少個(gè)光子？3．氦氖激光器發(fā)射波長為6328A。的單色光，試計(jì)算這種14【解析】根據(jù)愛因斯坦光子學(xué)說，光子能量E＝hν，而λν＝c，所以：因?yàn)榘l(fā)光功率已知，所以1s內(nèi)發(fā)射的光子數(shù)為：【解析】根據(jù)愛因斯坦光子學(xué)說，光子能量E＝hν，15教師指津電磁波的輻射和吸收(1)比較輻射、吸收首先要分清是黑體還是一般物體．(2)隨著溫度的升高，黑體輻射強(qiáng)度的極大值向波長較短的方向移動(dòng)．(3)能量子假說的意義：可以非常合理地解釋某些電磁波的輻射和吸收的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象．教師指津16第四單元·波粒二象性量子概念的誕生第四單元·波粒二象性量子概念的誕生17量子概念的誕生[先填空]1．熱輻射我們周圍的一切物體都在以_________的形式向外輻射能量，而且輻射強(qiáng)度隨波長如何分布都與物體的_____相關(guān)，所以物理上把這種輻射稱為熱輻射，物體熱輻射中隨溫度的升高，輻射的___________的電磁波的成分越來越強(qiáng)．電磁波溫度較短波長量子概念的誕生[先填空]電磁波溫度較短波長18生活中的熱輻射現(xiàn)象都表現(xiàn)在哪里：運(yùn)動(dòng)時(shí)人體各部分溫度分布鋼水生活中的熱輻射現(xiàn)象都表現(xiàn)在哪里：運(yùn)動(dòng)時(shí)人體各部分溫度分布鋼水192．黑體與黑體輻射(1)黑體：如果某物體能夠_______吸收外來電磁波而不發(fā)生反射，這種物體就稱為___________，簡稱_________．(2)黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律①一般材料的物體，輻射電磁波的情況，除與_________有關(guān)外，還與材料的種類及表面狀況有關(guān)．②黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布只與黑體的_________有關(guān)．隨著溫度的升高，一方面，各種波長的輻射強(qiáng)度都有__________；另一方面，輻射強(qiáng)度的極大值向_____________的方向移動(dòng)．全部絕對(duì)黑體黑體溫度溫度增加波長較短2．黑體與黑體輻射全部絕對(duì)黑體黑體溫度溫度增加波長較短20(3)維恩和瑞利的理論解釋①建立理論的基礎(chǔ)：依據(jù)經(jīng)典理論的知識(shí)尋求黑體輻射的理論解釋．②維恩公式：在___________與實(shí)驗(yàn)非常接近，在_________則與實(shí)驗(yàn)偏離很大．③瑞利公式：在____________與實(shí)驗(yàn)基本一致，但在___________與實(shí)驗(yàn)嚴(yán)重不符，由理論得出的荒謬結(jié)果被稱為“紫外災(zāi)難”．短波區(qū)長波區(qū)長波區(qū)短波區(qū)(3)維恩和瑞利的理論解釋短波區(qū)長波區(qū)長波區(qū)短波區(qū)213．普朗克提出的能量子的概念(1)普朗克的假設(shè)振動(dòng)的帶電諧振子具有的能量是不連續(xù)的，只能取一些分立的值，即En＝_________(n＝1,2,3，…)，即能量E只能取hν的整數(shù)倍，最小的一份能量ε＝hν稱為_________，式中ν是諧振動(dòng)的頻率，h是一個(gè)常數(shù)，稱為普朗克常量(2)普朗克理論的意義①利用___________的假設(shè)，普朗克推導(dǎo)出了與實(shí)驗(yàn)相符的公式(即普朗克公式)成功的解決了黑體輻射問題．②普朗克在1900年把能量子列入物理學(xué)，正確地破除了“________________”的傳統(tǒng)觀念，成為新物理學(xué)思想的基石之一．能量子能量子能量連續(xù)變化3．普朗克提出的能量子的概念能量子能量子能量連續(xù)變化22[再判斷]1．能吸收各種電磁波而不反射電磁波的物體叫黑體．()2．溫度越高，黑體輻射電磁波的強(qiáng)度越大．()3．微觀粒子的能量只能是能量子的整數(shù)倍．()4．能量子的能量不是任意的，其大小與電磁波的頻率成正比．()5．光滑水平桌面上勻速運(yùn)動(dòng)的小球的動(dòng)能也是量子化的．()[后思考]1．黑體是指黑顏色的物體嗎？2．為了得出同實(shí)驗(yàn)相符的黑體輻射公式，普朗克提出了什么樣的觀點(diǎn)？√√√√×【提示】黑體不是指黑顏色的物體，是指能完全吸收電磁波的物體．【提示】普朗克提出了量子化的觀點(diǎn)．量子化是微觀世界的基本特點(diǎn)，其所有的變化都是不連續(xù)的．[再判斷]√√√√×【提示】黑體不是指黑顏色的物體，是指能231．對(duì)黑體的理解絕對(duì)的黑體實(shí)際上是不存在的，但可以用某裝置近似地代替．如圖4-1-1所示，如果在一個(gè)空腔壁上開一個(gè)小孔，那么射入小孔的電磁波在空腔內(nèi)表面會(huì)發(fā)生多次反射和吸收，最終不能從空腔射出，這個(gè)小孔就成了一個(gè)絕對(duì)黑體．圖4-1-11．對(duì)黑體的理解圖4-1-1242．一般物體與黑體的比較熱輻射特點(diǎn)吸收、反射特點(diǎn)一般物體輻射電磁波的情況與溫度有關(guān)，與材料的種類及表面狀況有關(guān)既吸收又反射，其能力與材料的種類及入射波長等因素有關(guān)黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布只與黑體的溫度有關(guān)完全吸收各種入射電磁波，不反射2．一般物體與黑體的比較熱輻射特點(diǎn)吸收、反射特點(diǎn)輻射電磁波的253.黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律(1)溫度一定時(shí)，黑體輻射強(qiáng)度隨波長的分布有一個(gè)極大值．(2)隨著溫度的升高①各種波長的輻射強(qiáng)度都有增加；②輻射強(qiáng)度的極大值向波長較短的方向移動(dòng)．如圖4-1-2所示．3.黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律264．普朗克的量子化假設(shè)的意義(1)普朗克的能量子假設(shè)，使人類對(duì)微觀世界的本質(zhì)有了全新的認(rèn)識(shí)，對(duì)現(xiàn)代物理學(xué)的發(fā)展產(chǎn)生了革命性的影響，成為物理學(xué)發(fā)展史上一個(gè)重大轉(zhuǎn)折點(diǎn)．(2)普朗克常量h是自然界最基本的常量之一，它體現(xiàn)了微觀世界的基本特征．4．普朗克的量子化假設(shè)的意義271．(多選)黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律如圖4-1-3所示，由圖可知()

A．隨溫度升高，各種波長的輻射強(qiáng)度都增加B．隨溫度降低，各種波長的輻射強(qiáng)度都增加C．隨溫度升高，輻射強(qiáng)度的極大值向波長較短的方向移動(dòng)D．隨溫度降低，輻射強(qiáng)度的極大值向波長較長的方向移動(dòng)圖4-1-3【解析】由圖可知，隨溫度升高，各種波長的輻射強(qiáng)度都增加，且輻射強(qiáng)度的極大值向波長較短的方向移動(dòng)，當(dāng)溫度降低時(shí)，上述變化都將反過來，故A、C、D正確，B