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 热辐射和黑体辐射 情境探究 煤烟很接近黑体,其吸收率为99%,即投射到煤烟的辐射能量几乎全部被吸收,把一定量的煤烟置于阳光下照射,它的温度是否一直在上升 答案:不会。煤烟吸收能量的同时还伴随着能量的辐射,最终将趋于平衡,温度不再升高。 要点归纳 1.对黑体的理解 (1)绝对的黑体实际上是不存在的,但可以用某装置近似地代替。如图所示,如果在一个空腔壁上开一个小孔,那么射入小孔的电磁波在空腔内表面会发生多次反射和吸收,最终不能从空腔射出,这个带小孔的空腔就成了一个绝对黑体。 (2)黑体不一定是黑的,只有当自身辐射的可见光非常微弱时看上去才是黑的;有些可看作黑体的物体由于有较强的辐射,看起来还会很明亮。一些发光的物体(如太阳、白炽灯灯丝)可被当作黑体来处理。 2.一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] (热辐射和黑体辐射的理解)下列说法正确的是( D ) A.只有温度高的物体才会有热辐射 B.黑体只是从外界吸收能量,从不向外界辐射能量 C.黑体可以看起来很明亮,是因为黑体可以反射电磁波 D.一般材料的物体,辐射电磁波的情况除与温度有关外,还与材料的种类和表面情况有关 解析:任何物体在任何温度下都存在辐射,温度越高辐射的能力越强,故A错误;能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体叫作黑体,黑体不反射电磁波,但可以向外辐射电磁波,故B、C错误;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,与构成黑体 ... ...
~~ 您好，已阅读到文档的结尾了 ~~
