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高中物理 第四章 波粒二象性 4.1 量子概念的诞生导学案 教科版选修3-5-教科版高二选修3-5物理学案VIP免费

高中物理 第四章 波粒二象性 4.1 量子概念的诞生导学案 教科版选修3-5-教科版高二选修3-5物理学案_第1页
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1量子概念的诞生[目标定位]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.2.知道普朗克提出的能量子假说.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电磁波,这种辐射与物体温度有关,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温度而有所不同.2.黑体(1)定义:某种物体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射,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温度有关.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?答案在火炉旁会感到热,这是由于火炉不断地向外辐射能量.投入炉中的铁块依次呈现暗红、赤红、橘红等颜色,直至成为黄白色,这表明同一物体热辐射的强度与温度有关.二、黑体辐射的实验规律1.随着温度的升高,各种波长的辐射强度都增加.2.随着温度的升高,辐射强度的极大值向着波长较短的方向移动.想一想你认为现实生活中存在理想的黑体吗?答案现实生活中不存在理想的黑体,实际的物体都能辐射红外线(电磁波),也都能吸收和反射红外线(电磁波),绝对黑体不存在,是理想化的模型.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整数倍,这个不可再分的最小能量值叫做能量子.2.大小:=hν,其中ν是电磁波的频率,h是普朗克常量,数值h=6.626×10-34_J·s(一般h取6.63×10-34J·s).预习完成后,请把你疑惑的问题记录在下面的表格中问题1问题2问题3一、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,还与材料的种类及表面状况有关.图12.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波长的分布只与黑体的温度有关.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增加;另一方面,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动.如图1所示.【例1】(多选)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2所示,就是黑体的辐射强度与其辐射光波长的关系图像,则下列说法正确的是()图2A.T1>T2B.T1T2,本题正确选项为A、D.借题发挥随着温度的升高,各种波长的辐射本领都在增加,当黑体温度升高时,辐射本领最大值向短波方向移动,这是黑体辐射的特点,熟悉黑体辐射特点是解决问题的关键.针对训练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()答案A解析随着温度的升高,辐射强度增加,辐射强度的极大值向着波长较短的方向移动,A正确,B、C、D错误.二、能量子的理解和ε=hν的应用1.物体在发射或接收能量的时候,只能从某一状态“飞跃”地过渡到另一状态,而不可能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:物体的运动是连续的,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量子化.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2】光是一种电磁波,可见光的波长的大致范围是400nm~700nm.求400nm、700nm电磁辐射的能量子的值各是多少?答案4.97×10-19J2.84×10-19J解析根据公式ν=和ε=hν可知:400nm对应的能量子ε1=h=6.63×10-34×J=4.97×10-19J.700nm对应的能量子ε2=h=6.63×10-34×J=2.84×10-19J.借题发挥(1)求解本题关键有两点:一是能根据已知条件求得每一个能量子的能量,另外必须明确激光器发射的能量...

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