1　能量量子化特级教师教学实录

龙南实验中学 高二

年级 物理

学科导学稿

数值h＝____________.

(一般h取6.63×10－34 J·s).

编号

Syzx 号

编写人：廖东亮 审稿人 编写时间 2014 年

元

月 26 日 使用时间 年 月 日

课题：17.1

能量量子化

【预学案】【第一课时】

使用时间 年 月 日 【学习目标】

（1）了解黑体辐射，感悟以实验为基础的科学探究方法．

（2）了解能量子的概念及其提出的科学过程，领会这一科学突破过程中科学家的思想．

（3）通过观察辐射图象培养自己的观察能力．

（4）了解宏观物体和微观粒子的能量变化特点，体会量子论的建立深化了人们对于物质世界的认识.

重点：了解能量子的概念及其提出的科学过程

难点：理解宏观物体和微观粒子的能量变化特点

【自主学习】

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____________

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．

特别提醒：一般物体的热辐射除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关．

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____________都增加．

2．

辐射强度的极大值向着波长____________的方向移动． .

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____________

2．大小:

_______＝hv，其中v是__________________

，h是_________________

,

1．以下宏观概念，哪些是“量子化”的 ( ) A．木棒的长度

B．物体的质量

C．物体的动量 D．学生的个数

2．红、橙、黄、绿四种单色光中，光子能量最小的是 ( ) A．红光 B．橙光 C．黄光 D．绿光

3．关于黑体辐射的实验规律叙述正确的有 ( ) 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．黑体热辐射的强度与波长无关

D．黑体辐射无任何实验规律[来源:学科网Z

【导学案】【合作探究】【第二课时】

使用时间 年 月 日

1、【探究一】、黑体与黑体辐射

(1)特别提醒：黑体是一个理想化的物理模型．黑体看上去不一定是黑色的．

(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温度有关．

而一般物体的热辐射除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关．

【例1】（多选）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

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2，【探究二】、黑体辐射实验规律

(1)黑体辐射的实验规律：随着温度的升高，

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。

(2)黑体辐射实验规律的理论解释：

①维恩解释：在长波部分与实验存在明显的差异

4、【探究四】、量子化假设的实验证

普朗克公式与实验结果比较，发现它与实验结果

“令人满意地相符”．比较图线如下图所示，曲线是

根据普朗克的公式作出的，小圆代表实验值．

【例4】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

（

）

②瑞利解释：在短波部分偏差较大，尤其在紫外线一端，

当波长趋于0时，辐射本领将趋于无穷大．这种情况被

人们称为“紫外灾难”．

【典例2】

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17-1-4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

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

3、【探究三】、能量量子化——超越牛顿的发现（理论突破）

(1)在微观世界中能量不能连续变化，只能取分立值，这种现象叫做能量的量子化

①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当带电微粒辐射或吸收能量时，也是以这个最小能量为单位一份一份地辐射或吸收的．

(2)能量子：这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子．ε＝hν

【例3】氦—氖激光器发出波长为633 nm的激光，当激光器的输出功率为1 mW时，每秒发出的光子数为(

) A．2.2×1015

B．3.2×1015 C．2.2×1014

D．3.2×1014

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

5、【探究五】、普朗克的量子化假设的意义

普朗克的能量子假设，使人类对微观世界的本质有了全新的认识，对现代物理学的发展产生了革命性的影响．普朗克常量h是自然界最基本的常量之一，它体现了微观世界的基本特征．架起了电磁波的波动性与粒子性的桥梁。

【例5】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？

高考对接

【例6】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．微波是指波长在10－3 m到10 m之间的电磁波

B．微波和声波一样都只能在介质中传播

C．黑体的热辐射实际上是电磁辐射

D．普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说

【课后反思】

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【固学案】【第三课时】

使用时间 年 月 日 1．对黑体辐射电磁波的波长分布有影响的因素是

(

) A．温度

B．材料

C．表面状况

D．以上都正确

2．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的温度有关

D．黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波

3．普朗克常量是自然界的一个基本常量，它的数值是

(

) A．6.02×10－23 mol B．6.625×10－3 mol·s C．6.626×10－34 J·s D．1.38×10－16 mol·s 4．2006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

5．如图所示，画出了四种温度下黑体辐射的强度与波长的关系图象，

6．从图象可以看出，随着温度的升高，则

(

)

A．各种波长的辐射强度都有增加

B．只有波长短的辐射强度增加

C．辐射强度的极大值向波长较短的方向移动

D．辐射电磁波的波长先增大后减小

[方法技巧题组] 6．红光和紫光相比

(

) A．红光能量子的能量较大；在同一种介质中传播时红光的速度较大

B．红光能量子的能量较小；在同一种介质中传播时红光的速度较大[来源:Z#xx#k.Com]

C．红光能量子的能量较大；在同一种介质中传播时红光的速度较小[来源:Z#xx#k.Com]

D．红光能量子的能量较小；在同一种介质中传播时红光的速度较小

7．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

(

)[来源:Z§xx§k.Com]

A.λPhc

B.hPλc

C.cPλh

D．λPhc

8．下列描绘的两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图象中符合黑体辐射实验规律的是

(

)

9．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＝6.63×10－34J·s) 10．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．普朗克常量为6.63×10－34J·s，光速为3×108 m/s.人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率为多少？

[创新应用题组] 11．经测量，人体表面辐射本领的最大值落在波长为940 μm处．根据电磁辐射的理论得出，物体最强辐射的波长与物体的绝对温度的关系近似为Tλm＝2.90×10－1 m·K，由此估算人体表面的温度和辐射的能量子的值各是多少？(h＝6.63×10－34J·s)[来源学_科_网]

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