1　能量量子化国家获奖教案

1．了解什么是热辐射及热辐射的特性，了解黑体与黑体辐射

2．了解黑体辐射的实验规律，了解黑体热辐射的强度与波长的关系

3．了解能量子的概念

【教学重点】

能量子的概念

【教学难点】

黑体辐射的实验规律

1．黑体与黑体辐射

（1）热辐射现象

固体或液体，在任何温度下都在发射各种波长的电磁波，这种由于物体中的分子、原子受到激发而发射电磁波的现象称为热辐射。

所辐射电磁波的特征与_______有关。

从能量转化的角度来认识，是_______转化为电磁能的过程。

（2）黑体

除了热辐射之外，物体表面还会吸收和反射外界射来的电磁波。不同的物体吸收和反射电磁波的能力是不一样的。

概念：能全部吸收各种波长的电磁波而不发生反射的物体，称为绝对黑体，简称黑体。

例如：不透明的材料制成带小孔的的空腔，可近似看作黑体。

2．黑体辐射的实验规律

黑体热辐射的强度与波长的关系：随着温度的升高，

实验结论:

1、

各种波长的辐射强度都有增加，

2、

辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。

怎样解释黑体辐射的实验规律呢？

两种理论:黑体模型

实验结e0(,T)

维恩公式:瑞利公式:

短波适合;长波不符合

长波适合;短波荒唐

0

1

2

3

1500170130011(μλ

结果导致理论与实验规律不符，甚至得出了非常荒谬的结论，当时被称为“紫外灾难”。

3．能量子：超越牛顿的发现

利用已有的理论解释黑体辐射的规律，导致了荒谬的结果。必然会促使人们去发现新的理论。这就是能量子概念。

1900年，德国物理学家普朗克提出能量量子化假说：辐射黑体分子、原子的振动可看作谐振子，这些谐振子可以发射和吸收辐射能。但是这些谐振子只能处于某些分立的状态，在这些状态中，谐振子的能量并不象经典物理学所允许的可具有任意值。

相应的能量是某一最小能量ε（称为能量子）的整数倍，即：ε，

1ε，2ε，3ε，... nε，n为正整数，称为量子数。来源:Z&xx&k.Com]

对于频率为ν的谐振子最小能量为

h这个最小能量值，就叫做能量子

h6.6261034焦秒普朗克理论:

能量在发射和吸收的时候，不是连续不断，而是分成一份一份的。能量是h

的整数倍。只能等于某些分立的值

每份能量为:

E=hν

问题:

既然灯向外辐射的光能是分立的，一份份的。

为何我们看不到灯的亮度发生变化？

结论：

1、在宏观尺度内研究物体的运动时我们可以认为：物体的运动是连续的,能量变化是连续的,不必考虑量子化

2、在研究微观粒子时必需考虑能量量子化

★教学体会来源学科网h6.6261034Js

思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素质的培养就成了镜中花，水中月。

1、我们周围的一切物体都在辐射____________，这种辐射与物体的____________有关，所以叫______________。除了这种辐射以外，物体表面还会____________和____________外界射来的电磁波。

2、实验测出了辐射的电磁波的强度按波长的分布情况。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波长____________的方向移动。

3、微观世界里的能量是一份一份的，其中不可分的最小值叫____________，它的值为_________。

4、对一束太阳光进行分析，下列说法正确的是 ( ) A．太阳光是由各种单色光组成的复合光

B．在组成太阳光的各单色光中，其能量最强的光为红光

C．在组成太阳光的各单色光中，其能量最强的光为紫光

D．组成太阳光的各单色光的能量都相同

5、一束红光从空气射入折射率为1.5的玻璃，则这束红光的能量将 ( ) A．增大 B．减小 C．不变 D．无法确定

6、对黑体辐射电磁波的波长分布有影响的是 ( ) A．温度 B．材料 C．表面状况 D．质量

7、已知某单色光的波长为λ，在真空中的传播速度为c，普朗克常量为h，则该电磁波辐射的能量子的值为( ) hhhcA． B． C． D．hcλ

c8、单色光从真空射入某介质时， ( ) A．波长变长，速度变小，光量子能量变小 B．波长变长，速度变大，光量子能量不变

C．波长变短，速度变小，光量子能量不变 D．波长变短，速度变小，光量子能量变大

9、关于光的传播，下列说法正确的是 ( ) A．各种色光在真空中传播速度相同，在同一介质中传播速度不同

B．各种色光在真空中频率不同，同一色光在不同介质中频率相同

C．同一色光在不同介质中折射率不同，不同色光在同一介质中折射率相同

D．各种色光在同一介质中波长不同，同一色光在真空中的波长比在任何介质中的波长长

10、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．牛顿提出的能量微粒说 D．以上说法均不正确

11、某激光器能发射波长为λ的激光，发射功率为P，真空中光速为c，普朗克常量为h，则该激光器每秒发射的光量子数为 ( ) A．PhPcPhP B． C． D．

cchch12、普朗克常量h是自然界中的一个基本常数，它的值为 ( ) -23-34-34-19A．6.02×10mol B．6.62×10mol·s C．6.63×10J·s D．1.6×10J·s 答案

1、电磁波，温度，热辐射，吸收，反射 2、增加，较短 3、能量子，h ν

4、AC 5、C 6、A 7、A 8、C 9、ABD 10、B 11、A 12、C