高中物理人教版 (2019)必修 第三册5 能量量子化精品ppt课件

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第三册5 能量量子化精品ppt课件，共20页。PPT课件主要包含了热辐射，能量子，能量量子化假说的意义等内容，欢迎下载使用。

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？
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。
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。
除了热辐射外，物体表面还会吸收和反射外界射来的电磁波。常温下我们看到的不发光物体的颜色就是反射光所致。
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，这种物体就叫作黑体。
思考：一座建设中的楼房还没安装窗子，但室内墙已经粉刷。从远处看，将室内墙与楼房外墙的亮度相比，你会发现什么？为什么？
室内墙是黑的，因为没有光反射出来或反射出来的光比较弱。
黑体：如果一个物体在任何温度下，都能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，则称这种物体为绝对黑体，简称黑体。
（2）对于黑体，在相同温度下的辐射规律是相同的。
（1）黑体是一个理想化模型。黑体不一定必须是黑色的。
（3）一般物体的辐射与温度、材料、表面状况有关，但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。
黑体辐射：电磁波的强度按波长的分布只与它的温度有关，所以，在研究热辐射的规律时，人们特别注意对黑体辐射的研究。
德国物理学家维恩根据经典热力学，在1896年提出了一个辐射强度随波长及温度变化的半经验公式，维恩公式：
维恩公式在短波部分与实验结果吻合得很好，但长波却不行。
根据经典热力学与电磁学，物理学家瑞利在1900年也提出了一个理论公式，后经金斯改进，合称瑞利-金斯公式：
瑞利金斯公式在长波部分与实验结果比较吻合。但在紫外区竟算得辐射强度为无穷大。
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）。
是电磁波的频率，h 是一个常量，后人称之为普朗克常量，其值为
基于能量子假说，1900 年德国物理学家普朗克利用内插法将适用于短波的维恩公式和适用于长波的瑞利-金斯公式衔接起来，提出了一个新的公式：
普朗克提出的公式与实验符合之好令人击掌叫绝，把能量子引进物理学，正确地破除了“能量连续变化”的传统观念，成为新物理学思想的基石之一。
普朗克的能量子假设,使人类对微观世界的本质有了全新的认识,对现代物理学的发展产生了革命性的影响。成为物理学发展史上一个重大转折点;普朗克常量h是自然界最基本的常量之一,它体现了微观世界的基本特征;不仅成功地解决了热辐射中的难题，而且开创物理学研究新局面，标志着人类对自然规律的认识已经从从宏观领域进入微观领域，为量子力学的诞生奠定了基础。
年轻的爱因斯坦认识到了普朗克能量子假设的意义，他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，h为普朗克常量。这些能量子后来被叫作光子（phtn）
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（energy level）。
通常情况下，原子处于能量最低的状态，这是最稳定的。
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。
由于原子的能级是分立的，所以放出的光子的能量也是分立的，因此原子的发射光谱只有一些分立的亮线。
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）。
r1 = 0.053 nm
（n = 1,2,3···）
这里的电势能 Ep＜0，原因是规定了无限远处的电势能为零。
量子数 n = 1定态，能量值最小，电子动能最大，电势能最小；量子数越大，能量值越大，电子动能越小，电势能越大。
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。
1. 对应于7.4×10-19 J的能量子，其电磁辐射的频率和波长各是多少？2. 氦氖激光器发射波长为632.8 nm的单色光，这种光的一个光子的能量为多少？若该激光器的发光功率为18 mW，则每秒发射多少个光子？