能量量子化教案資料

能量量子化

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欄目鏈接1．熱輻射．(1)定義：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)特點(diǎn)：熱輻射強(qiáng)度按波長的分布情況隨物體的溫度而有所不同．2．黑體．(1)定義：在熱輻射的同時(shí)，物體表面還會(huì)吸收和反射外界射來的電磁波．如果一些物體能夠完全吸收投射到其表面的各種波長的電磁波而不發(fā)生反射，這種物體就是絕對(duì)黑體，簡稱黑體．

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欄目鏈接(2)黑體輻射特點(diǎn)：黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布與黑體的溫度有關(guān)．注：一般物體的熱輻射除與溫度有關(guān)外，還與材料的種類及表面狀況有關(guān)．3．黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律．19世紀(jì)末，物理學(xué)家從實(shí)驗(yàn)和理論兩方面都研究了各種溫度下的黑體輻射，測(cè)量了它們的黑體輻射強(qiáng)度按波長分布的情況，得出圖甲所示的實(shí)驗(yàn)曲線．

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欄目鏈接(1)黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律：隨著溫度的升高，一方面，各種波長的輻射強(qiáng)度都有增加；另一方面，輻射強(qiáng)度的極大值向波長較短的方向移動(dòng)．(2)黑體輻射實(shí)驗(yàn)規(guī)律的理論解釋．①維恩公式解釋：1896年，德國物理學(xué)家維恩(W.K.Wien)從熱力學(xué)理論出發(fā)，得到了一個(gè)公式，但它只是在短波部分與實(shí)驗(yàn)相符，而在長波部分與實(shí)驗(yàn)存在明顯的差異(如圖乙所示)．②瑞利公式解釋：1900年，英國物理學(xué)家瑞利(J.Rayleigh)從經(jīng)典電磁理論出發(fā)推導(dǎo)出一個(gè)公式，其預(yù)測(cè)結(jié)果如圖乙所示，在長波部分與實(shí)驗(yàn)吻合，在短波部分偏差較大，尤其在紫外線一端，當(dāng)波長趨于0時(shí)，輻射本領(lǐng)將趨于無窮大．這種情況被人們稱為“紫外災(zāi)難”．?嘗試應(yīng)用1．(多選)下列關(guān)于黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律敘述正確的是()A．隨著溫度的升高，各種波長的輻射強(qiáng)度都有所增加B．隨著溫度的升高，輻射強(qiáng)度的極大值向波長較短的方向移動(dòng)C．黑體熱輻射的強(qiáng)度與波長無關(guān)D．黑體輻射無任何規(guī)律AB解析：黑體輻射的規(guī)律為隨著溫度的升高各種波長的輻射強(qiáng)度都增加，同時(shí)輻射強(qiáng)度的極大值向波長較短的方向移動(dòng)．故A、B對(duì)．

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欄目鏈接1．能量子．(1)能量子的定義．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……當(dāng)帶電微粒輻射或吸收能量時(shí)，也就是以這個(gè)最小能量為單位一份一份地輻射或吸收時(shí)．這個(gè)不可再分的最小能量值ε叫作能量子．(2)能量子公式．ε＝hνν是電磁波的頻率，h是一個(gè)常量，后被稱為普朗克常量(Planckconstant)，其值為(3)能量的量子化．在微觀世界中能量不能連續(xù)變化，只能取分立值，這種現(xiàn)象叫作能量的量子化．2．量子化假設(shè)的實(shí)驗(yàn)證實(shí)．普朗克公式與實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較，發(fā)現(xiàn)它與實(shí)驗(yàn)結(jié)果“令人滿意地相符”．比較圖線如下圖所示，曲線是根據(jù)普朗克的公式作出的，小圓代表實(shí)驗(yàn)值．3．普朗克的量子化假設(shè)的意義．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．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．?嘗試應(yīng)用2．光是一種電磁波，可見光的波長的大致范圍是400～700nm.400nm、700nm電磁輻射的能量子的值各是多少？(h＝6.63×10－34J·s)

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欄目鏈接＝

700nm對(duì)應(yīng)的能量子

(多選)黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律如圖所示，由圖可知(

)

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欄目鏈接A．隨溫度升高，各種波長的輻射強(qiáng)度都有增加B．隨溫度降低，各種波長的輻射強(qiáng)度都有增加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)解析：黑體輻射的強(qiáng)度與溫度有關(guān)，溫度越高，黑體輻射的強(qiáng)度越大．故A正確，B錯(cuò)誤．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)．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)，故CD正確．答案：ACD

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欄目鏈接?變式訓(xùn)練1．黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律如圖所示，圖中畫出了三種溫度下黑體輻射的強(qiáng)度與波長的關(guān)系．可見，一方面，隨著溫度的降低，各種波長的輻射強(qiáng)度都有______(選填“增加”或“減少”)，另一方面，輻射強(qiáng)度的極大值向波長______(選填“較長”或“較短”)的方向移動(dòng)．

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欄目鏈接解析：由圖可知，隨溫度的降低，相同波長的光輻射強(qiáng)度都會(huì)減小；同時(shí)最大輻射強(qiáng)度向右側(cè)移動(dòng)，即向波長較長的方向移動(dòng)．答案：減少較長1.小燈泡的功率P＝1W，設(shè)其發(fā)出的光向四周均勻輻射，平均波長λ＝10－6m，求小燈泡每秒鐘輻射的光子數(shù)是多少？(h＝6.63×10－34J·s)解析每秒鐘小燈泡發(fā)出的能量為E＝Pt＝1J1個(gè)光子的能量：

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欄目鏈接小燈泡每秒鐘輻射的光子數(shù)：答案5×1018個(gè)

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