高中物理人教版 (2019)必修 第三冊(cè)5 能量量子化完美版課件ppt

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1900年，在英國(guó)皇家學(xué)會(huì)的新年慶祝會(huì)上，物理學(xué)家開(kāi)爾文勛爵作了展望新世紀(jì)的發(fā)言:
但開(kāi)爾文畢竟是一位重視現(xiàn)實(shí)和有眼力的科學(xué)家，就在上面提到的文章中他還講到：
“但是，在物理學(xué)晴朗天空的遠(yuǎn)處，還有兩朵令人不安的烏云，……”
科學(xué)的大廈已經(jīng)基本完成，后輩的物理學(xué)家只要做一些零碎的修補(bǔ)工作就行了
這兩朵烏云是指什么呢？
后來(lái)的事實(shí)證明，正是這兩朵烏云發(fā)展成為一場(chǎng)革命的風(fēng)暴，烏云落地化為一場(chǎng)春雨，澆灌著兩朵鮮花。
這兩朵烏云到底是什么回事呢？
把鐵塊投進(jìn)火爐中，剛開(kāi)始鐵塊只是發(fā)熱，并不發(fā)光。隨著溫度的升高，鐵塊會(huì)慢慢變紅，開(kāi)始發(fā)光。鐵塊依次呈現(xiàn)暗紅、赤紅、橘紅等顏色，直至成為黃白色。為什么會(huì)有這樣的變化呢？
熱輻射：一切物體都在輻射電磁波,這種輻射與物體的溫度有關(guān),所以叫做熱輻射。
固體在溫度升高時(shí)顏色的變化
例如：鐵塊 溫度? 從看不出發(fā)光到暗紅到橙色到黃白色。
一座建設(shè)中的樓房還沒(méi)安裝窗子，盡管室內(nèi)已經(jīng)粉刷，如果從遠(yuǎn)處看窗內(nèi)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)什么？為什么？
向遠(yuǎn)處觀察打開(kāi)的窗子近似黑色
(1)黑體：如果某種物體能夠完全吸收入射各種波長(zhǎng)的電磁波而不發(fā)生反射，這物體稱(chēng)為黑體。
(2)黑體輻射：對(duì)于一般材料的物體，輻射電磁波的情況除與溫度有關(guān)外，還與材料的種類(lèi)及表面狀況有關(guān)，而黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與黑體的溫度有關(guān)。
(3)特點(diǎn)：輻射強(qiáng)度及波長(zhǎng)的分布隨溫度變化；隨著溫度升高，電磁波的短波成分增加。
隨著溫度的升高：?各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都有增加；?輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)。
能量子：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、2ε、 3 ε……當(dāng)帶電微粒輻射或吸收能量時(shí)，也是以這個(gè)最小能量值為單位一份一份地輻射或吸收的。這個(gè)不可再分的能量值ε叫做能量子。
結(jié)論：宏觀物體的能量是連續(xù)的；微觀粒子的能量是量子化的。
光子：光本身就是由一個(gè)個(gè)不可分割的能量子組成的，頻率為ν的光的能量子為hν。這些能量子后來(lái)被稱(chēng)為光子。
1.能級(jí)：微觀世界中能量取分立值的觀念也適用于原子系統(tǒng)，原子的能量是量子化的。這些量子化的能量值叫作能級(jí)。
2.由于原子的能級(jí)是分立的，所以放出的光子的能量也是分立的，因此原子的發(fā)射光譜只有一些分立的亮線。
1．關(guān)于黑體輻射，下列說(shuō)法正確的是（　?。〢．黑體吸收了絕大部分電磁波B．黑體輻射規(guī)律除與溫度有關(guān)之外，還與材料及表面狀況有關(guān)C．黑體輻射中溫度越高，輻射強(qiáng)度極大值向波長(zhǎng)較長(zhǎng)的方向移動(dòng)D．普朗克提出能量子假說(shuō)完美解釋了黑體輻射實(shí)驗(yàn)規(guī)律
【答案】D【詳解】A．黑體能夠完全吸收入射的各種波長(zhǎng)的電磁波而不發(fā)生反射，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．根據(jù)黑體輻射規(guī)律：黑體輻射電磁波的強(qiáng)度，按波長(zhǎng)的分布，只與黑體的溫度有關(guān)，與材料及表面狀況無(wú)關(guān)，故B錯(cuò)誤；C．黑體輻射中溫度越高，輻射強(qiáng)度極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．普朗克提出能量子假說(shuō)完美解釋了黑體輻射實(shí)驗(yàn)規(guī)律，選項(xiàng)D正確。故選D。
2．關(guān)于黑體輻射圖像如圖所示，下列判斷正確的是（　?。〢．T1>T2>T3>T4B．T1T4，A正確，BC錯(cuò)誤；D．測(cè)量某黑體輻射強(qiáng)度最強(qiáng)的光的波長(zhǎng)可以得知其溫度，D錯(cuò)誤。故選A。
3．下列說(shuō)法正確的是（????）①普朗克提出“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”，從而建立了“能量量子化”觀點(diǎn)②如果某種物體能夠完全吸收入射的各種波長(zhǎng)的電磁波，而不發(fā)生反射，這種物體就被稱(chēng)為“黑體”③我們周?chē)囊磺形矬w都在輻射電磁波，這種輻射與溫度無(wú)關(guān)④愛(ài)因斯坦指出：光不僅在發(fā)射和吸收時(shí)能量是一份一份的，而且光本身就是由一個(gè)不可分割的能量子組成的A．①②B．①④C．①②④D．①②③
【答案】C【詳解】①普朗克提出“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”，從而建立了“能量量子化”觀點(diǎn)，該說(shuō)法正確；②如果某種物體能夠完全吸收入射的各種波長(zhǎng)的電磁波，而不發(fā)生反射，這種物體就被稱(chēng)為“黑體”，該說(shuō)法正確；③我們周?chē)囊磺形矬w都在輻射電磁波，這種輻射與溫度有關(guān)，該說(shuō)法錯(cuò)誤；④愛(ài)因斯坦指出：光不僅在發(fā)射和吸收時(shí)能量是一份一份的，而且光本身就是由一個(gè)不可分割的能量子組成的，該說(shuō)法正確。故選C。
4．我國(guó)高鐵技術(shù)、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、5G通信技術(shù)，目前處于世界領(lǐng)先水平。高鐵將擁有基于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、5G通信技術(shù)的空天地一體化的“超級(jí)大腦”。與4G相比，5G具有“更高網(wǎng)速、低延時(shí)、低功率海量連接、通信使用的電磁波頻率更高”等特點(diǎn)。與4G相比，5G使用的電磁波（　?。〢．波長(zhǎng)更長(zhǎng)B．能量子的能量更小C．能量子的能量更大D．傳播速度更快
5．2018年11月16日，第26屆國(guó)際度量衡大會(huì)上，經(jīng)過(guò)60個(gè)成員國(guó)代表投票表決，重新定義了千克．新定義以普朗克常數(shù)為基準(zhǔn)，從而使1千克脫離了實(shí)際物體．其中h是普朗克常量，關(guān)于h的單位，用國(guó)際單位制的基本單位表示，正確的是????(????)A．J·sB．kg·m2/sC．kg·m2·s3D．J/s