6.5 量子化现象 (共23张PPT)课件 2024-2025学年高一物理粤教版（2019）必修第三册

(课件网) 第六章 电磁现象与电磁波 第5节 量子化现象 手持测温枪不与人体接触，是如何测出体温的呢？ 思考： 1.知道热辐射，了解黑体辐射的概念 2.了解能量子的概念及提出的科学过程 3.了解波粒二象性的概念 3.了解能级、能级跃迁、能量量子化、原子发射光谱等概念，初步认识量子力学的建立在科技中的重要作用 一、光是一种电磁波 麦克斯韦 19世纪60年代，麦克斯韦建立了电磁场理论。 基于这一理论，他预言电磁波的存在。 麦克斯韦认为：光是一种电磁波，它通过电场和磁场的相互激发可以在真空中传播。 赫兹 1888年，赫兹用实验证实了电磁波的存在，并且证明了电磁波和光一样具有反射、折射、干涉和衍射等性质。 他还证明了电磁波的速度与光速相等。 二、能量子假说 我们周围一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与温度有关，也称热辐射。 一切物体内都存在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就会向外辐射电磁波。 1.热辐射 辐射强度按波长的分布规律随物体的温度不同而不同。 当温度升高时，热辐射中波长较短的成分越来越强。 把铁块投进火炉中，随着温度的升高，铁块的颜色会慢慢发生变化。为什么会有这样的变化呢？ 1.热辐射 二、能量子假说 用测温枪测体温时，人体向外辐射的电磁波不在可见光的范围内，我们人眼观察不到，测温枪可以探测到，从而来判断人体温度高低。 1.热辐射 二、能量子假说 二、能量子假说 我们知道，所有物体都发射出热辐射，这种辐射就是电磁波 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。 一个物体除了辐射外，物体表面还会反射外来的电磁波 二、能量子假说 2.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，这物体称为黑体。 （1）黑体不反射电磁波，但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。 在现实生活中，若物体反射的电磁波远远少于辐射的电磁波时，我们就可以把他们当成是黑体。 黑体辐射：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。 黑体辐射实验：随着温度的升高 （1）各种波长的辐射强度都有增加； （2）辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。 0 1 2 3 4 1700K 1500K 1300K 1100K 辐射强度 二、能量子假说 3.黑体辐射 实验 瑞利线 维恩线 为了得出同实验相符的黑体辐射公式，德国物理学家普朗克进行了多种尝试。 维恩和瑞利的理论解释： （1）维恩公式：在短波区与实验非常接近，在长波区则与实验偏离很大。 （2）瑞利公式：在长波区与实验基本一致，但在短波区与实验严重不符。 二、能量子假说 4.黑体辐射理论解释 1900年底，普朗克作出了这样的大胆假设： 能量的发射和吸收不是连续的，而是一份一份地进行。每一份的能量等于ε，称为能量子，它的大小为 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 普朗克 二、能量子假说 5.能量子 三、光子假说 当光照射在金属上时，有时会有电子从金属表面逸出，这种现象被称为光电效应，逸出的电子被称为光电子。 进一步实验发现，用不同频率的光去照射阴极时，发现光的频率越高，光电子动能越大，频率低于某一数值时，不论光的强度多大，都不能产生光电子。 光本身就是一个个不可分割的能量子，后来被叫做光子，其能量为： 爱因斯坦从普朗克的能量子说中得到了启发，他提出： 三、光子假说 爱因斯坦 光照 光子被电子所吸收 一部分能量用来脱离金属表面 一部分能量是电子离开金属表面时的动能 光电效应的解释： 四、光的波粒二象性 光的干涉和衍射实验表明，光是一种电磁波，具有波动性。 光电效应则表明，光在与物体相互作用时，光子表现出粒子性。 我们把光的这种 ... ...