1　能量量子化优秀获奖教案

17.1 能量量子化

一、学习目标

1.知道黑体及黑体辐射规律。

2.知道能量子的概念及其提出的科学过程,领会这一科学过程中科学家的思想。

二、预习检测

1.热辐射

(1)一切物体都在辐射电磁波,这种辐射与物体的 有关,所以叫作热辐射。 (2)当温度升高时,热辐射中 的成分越来越强。

2.黑体与黑体辐射

(1)一般物体在热辐射的同时还会吸收和反射外来的电磁波。如果某种物体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而 ,这种物体就是绝对黑体,简称黑体。

(2)对于一般材料的物体,辐射电磁波的情况除与 有关外,还与

材料的 及 状况有关;而黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的 有关。

3.黑体辐射的实验规律

随着温度的升高,黑体的各种波长的电磁波辐射强度都有 ,并且,辐射强度的极大值随温度的升高而向波长 的方向移动。

从经典热学和电磁学理论得出的维恩公式在短波区与实验非常 ,在长波区与实验 大;而瑞利公式在长波区与实验 ,但在短波区与实验 ,甚至在波长趋近于0时出现辐射强度无穷大的荒谬结论,人们称之为 。

4.能量子

(1)为了得出与实验相符合的黑体辐射公式,普朗克提出振动的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的 ,带电微粒辐射或接收能量时,也是以这个最小能量值ε为单位 地辐射或接收的,这个

的最小能量值ε叫作能量子。

(2)能量子的能量与电磁波的频率成正比,即ε= 。

(3)能量子的提出破除了“能量 变化”的传统观念,成为新物理学思想的基石之一。

三、讨论释疑

1:探究黑体与热辐射

(1)什么是黑体?黑体与普通物体的区别是什么? (2)你认为现实世界中有没有理想的黑体?

(3)教材中提到“在研究热辐射规律时,人们特别注意对黑体辐射的研究”。你认为这是为什么呢?

2:探究黑体辐射的实验规律

问题:如图所示,图中画出了四种温度下黑体辐射的强度与波长的关系,请据此图总结出黑体辐射与温度的关系。

3:能量的量子化

(1)为什么说弹簧振子的能量是连续的,而楼梯的台阶是不连续的?

(2)普朗克提出能量子的目的何在?细心体会普朗克所说的“微观世界的某些规律,在我们宏观世界看来可能非常奇怪”。

四、成果展示

五、师生点评

六、检测过关

1.以下宏观概念,属于“量子化”的是(

) A.木棒的长度

B.物体的质量 C.物体的动能 D.学生的个数

2.关于黑体辐射的实验规律,下列叙述正确的是(

) A.随着温度的升高,各种波长的辐射强度都有增加

B.随着温度的升高,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动

C.黑体辐射的强度与波长无关

D.黑体辐射无任何实验规律

3.太阳光是由不同颜色的光混合而成的,不同颜色的光频率不同,已知红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种色光的频率依次增加,那么,按照普朗克的能量子假设,一个能量子的能量ε最大的是(

) A.红光

B.紫光 C.都一样 D.无法确定

4.某物体发出频率为γ=5.0×10 Hz的黄光,这种黄光的一个能量子的能量是(

) A.ε=3.3×10 J

B.ε=3.3×10 J C.ε=3.3×10 J D.ε=3.3×10 J

-19-21-15-1714