1　能量量子化课程导入及其完整教案

课题

能量量子化

课型

新授课

课时

1 1.知道热辐射、黑体和黑体辐射的概念，知道黑体辐射的实验规律. 学习目标

2.知道普朗克提出的能量子假说．

3.德育目标：提升学生对自然探究的兴趣，增加物理学史的了解。

2018年高考考纲要求

Ⅰ

重点、难点

能量子假说

合

作

探

究

一、自主学习区

一、黑体与黑体辐射

1．热辐射

(1)定义：周围的一切物体都在辐射

，这种辐射与

有关，所以叫热辐射．

(2)特点：热辐射强度按波长的分布情况随物体的

不同而有所不同．

2．黑体

(1)定义：某种物体能够

入射的各种波长的电磁波而不发生

，这种物体就是绝对黑体，简称黑体．

(2)黑体辐射特点：黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的

有关．

想一想

在火炉旁边有什么感觉？投入炉中的铁块颜色怎样变化？说明了什么问题？

二、黑体辐射的实验规律

1．随着温度的升高，各种波长的辐射强度都

．

2．随着温度的升高，辐射强度的极大值向着波长

的方向移动．

想一想

你认为现实生活中存在理想的黑体吗？

三、能量子

1．定义：普朗克认为，带电微粒辐射或吸收能量时，只能是辐射或吸收某个最小能量值的

，这个不可再分的最小能量值叫做能量子．

随堂手记

2．大小：

，其中ν是

，h是

，数值h＝

小试身手部分

1．下列叙述正确的是(

) A．一切物体都在辐射电磁波

B．一般物体辐射电磁波的情况只与温度有关

C．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关

D．黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波

2．下列关于黑体辐射的实验规律叙述正确的是(

) A．随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有所增加

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．黑体热辐射的强度与波长无关

D．黑体辐射无任何规律

3．二氧化碳能强烈吸收红外长波辐射，这种长波辐射的波长范围约是1.4×103～1.6×103m，相－－应的频率范围是________，相应的光子能量的范围是________，(已知普朗克常量h＝6.6×10真空中的光速c＝3.0×108 m/s.结果取两位有效数字) －34 J·s，★4．神光“Ⅱ”装置是我国规模最大的高功率固体激光系统，利用它可获得能量为2 400 J、波长λ＝0.35 μm的紫外激光．已知普朗克常量h＝6.63×10

－34 J·s，则该紫外激光所含光子数为多少？

二、课堂互动区

[目标分解一]

对黑体辐射规律的理解

1．一般材料的物体，辐射的电磁波除与温度有关外，还与材料的

及

状况有关．

2．黑体是指只吸收而不反射外界射来的电磁波的物体，由于黑体只进行热辐射，所以黑体辐射电磁波的强度按

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，一方面，各种波长的辐射强度都有

；另一方面，辐射强度的极大值向

的方向移动．如图所示．

例题1 在实验室或工厂的高温炉子上开一小孔，小孔可看作黑体，由小孔的热辐射特性，就可以确定炉内的温度．如图所示，就是黑体的辐射强度与其辐射光波长的关系图象，则下列说法正确的是(

) A．T1>T2

B．T1

C．随着温度的升高，黑体的辐射强度都有所降低

D．随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短方向移动

针对训练1下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑体辐射实验规律的是

★针对训练2 能正确解释黑体辐射实验规律的是(

) A．能量的连续经典理论

B．普朗克提出的能量量子化理论

C．以上两种理论体系任何一种都能解释

D．牛顿提出的微粒说

[目标分解二]

能量子的理解和ε＝hν的应用

1．物体在

或

能量的时候，只能从某一状态“

”地过渡到另一状态，而

停留在不符合这些能量的任何一个中间状态．

2．在宏观尺度内研究物体的运动时我们可以认为：物体的运动是

的，能量变化是连续的，不必考虑量子化；在研究微观粒子时必须考虑能量

．

3．能量子的能量ε＝hν，其中h是普朗克常量，ν是电磁波的频率．

例题2光是一种电磁波，可见光的波长的大致范围是400 nm～700 nm.求400 nm、700 nm电磁辐射的能量子的值各是多少？

针对训练1对于带电微粒的辐射和吸收能量时的特点，以下说法正确的是(

) A．以某一个最小能量值一份一份地辐射或吸收

B．辐射和吸收的能量是某一最小值的整数倍

C．吸收的能量可以是连续的

D．辐射和吸收的能量是量子化的

★针对训练2 对应于3.4×10－19 J的能量子，其电磁辐射的频率和波长各是多少？(h＝6.63×10－34 J·s)

★★人眼对绿光较为敏感，正常人的眼睛接收到波长为530 nm的绿光时，只要每秒钟有6个光量子射入瞳孔，眼睛就能察觉．普朗克常数为6.63×10光时所接收到的最小功率为多少？

－34

J·s，光速为3×108

m/s.人眼能察觉到绿

三、当堂检测区

1．关于对黑体的认识，下列说法正确的是(

) A．黑体只吸收电磁波，不反射电磁波，看上去是黑的

B．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

C．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，与材料的种类及表面状况无关

D．如果在一个空腔壁上开一个很小的孔，射入小孔的电磁波在空腔内表面经多次反射和吸收，最终不能从小孔射出，这个空腔就成了一个黑体

2.黑体辐射的实验规律如图所示，由图可知(

) A．随温度升高，各种波长的辐射强度都增大

B．随温度降低，各种波长的辐射强度都增大

C．随温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动

D．随温度降低，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动

3．已知某种单色光的波长为λ，在真空中光速为c，普朗克常量为h，则电磁波辐射的能量子ε的值为(

) chcA．h

B.

C.

D．以上均不正确

λλhλ★4.某激光器能发射波长为λ的激光，发射功率为P，c表示光速，h为普朗克常量，则激光器每秒发射的光量子数为(

) cPλλPhPA.

B.

C.

D．λPhc hchλc

四、课后巩固区

1.对黑体辐射电磁波的波长分布的影响因素是(

) A．温度

B．材料

C．表面状况

D．以上都正确

2.

2006年度诺贝尔物理学奖授予了两名美国科学家，以表彰他们发现了宇宙微波背景辐射的黑体谱形状及其温度在不同方向上的微小变化．他们的出色工作被誉为是宇宙学研究进入精密科学时代的起点．下列与宇宙微波背景辐射黑体谱相关的说法中正确的是(

)

A．一切物体都在辐射电磁波

B．一般物体辐射电磁波的情况只与温度有关

C．黑体的热辐射实质上是电磁辐射

D．普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说

－643.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＝10

m，求在距离d＝1.0×10

m处，每秒钟落在垂直于光线方向、面积为1 cm的球面上的光子数是多少？(h＝6.63×10

2－34

J·s)

4.★★

(多选)(上海高考)某半导体激光器发射波长为1.5×106

m，功率为5.0×103

W的连续激－－光。已知可见光波长的数量级为107 m，普朗克常量h＝6.63×10－－34 J·s，该激光器发出的(

) A．是紫外线

B．是红外线

C．光子能量约为1.3×10－18 J D．光子数约为每秒3.8×1016个

我的反思：