第十三章 5　能量量子化（课件+学案）

5　能量量子化 [定位·学习目标]　1.通过学习热辐射、能量子和能级的概念,培养物理观念。2.体会能量子提出的过程,培养献身科学的时代精神,形成科学态度与责任。 知识点一　热辐射 探究新知 1.热辐射 (1)定义: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。 (2)特点:当温度升高时,热辐射中波长较短的成分越来越强。 2.黑体 (1)定义: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。 (2)特点:黑体不反射电磁波,但是却可以向外辐射电磁波。 新知检测 [判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”] (1)热辐射中,温度低的物体辐射电磁波的波长较长。(　√　) (2)黑体一定是黑色的。(　×　) (3)黑体辐射电磁波的强度按波长的分布除与温度有关外,还与材料的种类及表面状况有关。(　×　) 知识点二　能量子　能级 探究新知 1.能量子 (1)普朗克的假设: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。 (2)能量子:这个不可再分的最小能量值ε叫作能量子。 (3)能量子公式:ε=hν,其中ν是电磁波的频率,h称为普朗克常量,h=6.63×10-34 J·s。 (4)光子: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 hν,这些能量子称为光子。 2.能级 (1)能级: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。 (2)能级特点。 ①原子处于能量最低的状态,是最稳定的。 ②原子受到高速运动的电子的撞击,有可能跃迁到较高的能量状态。这些状态的原子是不稳定的,会自发地向能量较低的能级跃迁,放出光子。 ③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。 新知检测 [判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”] (1)微观粒子的能量只能是能量子的整数倍。(　√　) (2)原子从高能态向低能态跃迁时辐射任意频率的光子。(　×　) (3)原子吸收光子后从低能级向高能级跃迁,从较高能级跃迁到较低能级会放出光子。(　√　) 要点一　热辐射 要点归纳 　一般物体与黑体的比较 项目 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况有关 既吸收又反射,其能力与材料的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的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 典例研习 [例1] (对热辐射的理解)(多选)(2025·江苏连云港统考)下列有关热辐射的说法正确的是(　　) [A]有些物体不会向外辐射电磁波 [B]物体在室温时,热辐射的主要成分是波长较长的电磁波 [C]物体的温度升高时,热辐射中波长较长的成分越来越强 [D]黑体不反射电磁波,但可以向外辐射电磁波 【答案】 BD 【解析】 一切物体都在向外辐射电磁波,故A错误;物体在室温时,热辐射的主要成分是波长较长的电磁波,故B正确;物体的温度升高时,热辐射中波长较短的成分越来越强,故C错误;黑体不反射电磁波,但可以向外辐射电磁波,故D正确。 要点二　能量子　能级 典例研习 [例2] (能量子的理解)(2025·山东济南检测)关于能量量子化,下列说法正确的是(　　) [A]能量子假说最早是由爱因斯坦提出来的 [B]微观粒子的能量是不连续的,只能是某一最小能量值的整数倍 [C]电磁波的波长越长,其能量子越大 [D]能量子假说与宏观世界中对能量的认识相矛盾,因而它一定是错误的观点 【答案】 B 【解析】 能量子假说最早是由普朗克提出的,故A错误;微观粒子的能量是不连续的,只能是某一最小能量值的整数倍,故B正确;根据ε=hν=可知,电磁波的波长越长,其能量子越小,故C错误;能量子假说与宏观世界中对能量的认识相矛盾,而它的观点是正确的,故D 错误。 [例3] (能量子的计算)小灯泡的功率P=1 W,设其发出的光向四周均匀辐射,平均波长 λ=1 ... ...