1　能量量子化优秀教学设计

17.1 能量量子化

班级： 姓名： 【学习目标】

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。

【学习重点】能量子的概念

【学习难点】黑体辐射的实验规律

【课堂合作学习】

【知识链接】电磁波谱图（按波长从长到短排列，即按频率由 到 排列）

电磁波谱

无线电波

红外线

-3-3-7可见光

紫外线

-7-7-9x射线

-8-11射线

米

＜10-11波长范围

＞10米

10～10米

10米

10～10米

10～10米

一、热辐射现象：

1.定义：用自己的语言描述什么是热辐射现象。并说明热辐射与什么物理量有关？

2.特性：当温度较低时，辐射的主要成分是波长较长的电磁波（在红外区域），不能引起人的视觉；当温度升高时，热辐射中波长较短的部分越来越多，可见光越来越多。（请举例证明这一特性）

二、黑体：

1.定义：用自己的语言描述什么是黑体。

【知识链接】黑体是一种理想化的物理模型，绝对的黑体是不存在的，但可以用某种装置近似代替：不透明的材料制成带小孔的的空黑体模型

腔，可近似看作黑体。如图所示。研究黑体辐射的规律是了解一般物体热辐射性质的基础。

2.黑体辐射的实验规律

（1）阅读课本28页图17.1-2，总结黑体辐射的实验规律：

规律1：

规律2：

规律3：

（2）能描述维恩公式和瑞利公式与黑体辐射规律的差异。并分析为什么瑞利公式得出的结果被称之为“紫外灾难”。

【例1】下列说法正确的是（ ）

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

【例2】（2011年江苏高考）下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑体辐射规律的是（ ）

三、能量子：超越牛顿的发现

1900年，德国物理学家普朗克提出能量量子化假说：振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的 倍，即：ε， 1ε，2ε，3ε，... nε，n为正整数（即能量的辐射和吸收只能是以这个最小能量为单位一份一份的辐射和吸收），称为量子数。

对于频率为ν的电磁波最小能量为：

h这个最小能量值，就叫做能量子。（h叫做 ；大小

为： ）

【物理学史】1918年普朗克荣获了诺贝尔物理学奖。他的墓碑上只刻着他的姓名和

h6.6261034焦秒

【例3】光是一种电磁波，可见光的波长大致范围是400nm-700nm之间，试计算500nm的光电磁辐射的能量子是多少？（提示：c=λ）

【例4】（2007年江苏）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人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( ) -3A.微波是指波长在10到10m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

【课后自主学习】

1．下列宏观概念中，那些是“量子化”的 （ ）

A.物体的长度 B.物体的重力 C.物体的动能 D.人的个数

2.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

3.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

4.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5.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

6.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．

cchch

7.可见光的波长范围在400nm-700nm，

求：(1)则400nm的电磁波辐射的能量子；

(2)700nm的电磁波辐射的能量子。

8.如图地面上堆放着若干边长为L，质量为m的正方体，以地面作为0势能面，每一层物体的总重力势能的值是连续变化的吗？其重力势能的能量子是多少？