2017-2018学年高中物理第十七章波粒二象性1能量量子化同步备课学案新人教版选修3-5

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1、1能量量子化［目标定位］1.了解黑体辐射和能量子的概念.2.了解黑体辐射的实验规律.3.知道普朗克提出的能量子假说.一、黑体与黑体辐射■知识梳理1.热辐射(1)定义：周围的一切物体都在辐射电磁波,这种辐射与物体的温度有关,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湿度不同而有所不同.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.【深度思考】任何物体都能

2、辐射红外线，辐射强度与温度有关.那辐射强度和颜色乂有什么关系？将铁块投在火炉中，铁块的颜色会随着温度的升高而发生哪些变化？答案热辐射的强度与温度之间有着密切的关系，也就是辐射的波长与温度有关，波长与颜色有关.铁块在火炉屮的颜色随温度的升高而变化.依次是暗红、赤红、橘红、黄白.■典例精析【例11近年來军事行动中，士兵都配带“红外夜视仪”，在夜间也能清楚地看清目标，主要是因为()A.“红外夜视仪”发射出强大的红外线，照射被视物体B.一切物体均在不停地辐射红外线C.一切高温物体均在不停地辐射红外线D.“红外

3、夜视仪”发射出X射线，被射物体受到激发而发出红外线解析一切物体都在不停地向外辐射红外线，不同物体辐射出来的红外线不同，采用"红外夜视仪”可以清楚地分辨出物体的形状、大小和位置，不受白天和夜晚的影响，即可确认出目标从而采取有效的行动.故只有B正确.答案B二、黑体辐射的实验规律■知识梳理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.如图1所示.【深度思考】黑体就是绝对不发光的物体，看上去一定是黑色的，这句话对吗？答案不对.黑体是理想化的模型，在低

4、温时所辐射的各种波长的电磁波中强度最大的是红外线，这时看起来是黑色的：当黑体达到高温时，辐射的各种波长的电磁波强度均增加，其中强度最大的为可见光，这时黑体是明亮的.■典例精析【例2]（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象，则下列说法正确的是（）图2A.TOT,B.T5C.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解析一般材料的物体辐射

5、能量的多少决定于物体的温度（7）、辐射波的波长、时间的长短和发射的面积，而黑体是指在任何温度下，能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不反射的物体，黑体辐射的强度按波长的分布只与温度有关.实验表明，随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有所增加，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动.从题图中可以看出，人K",TOT?,本题正确选项为八、D.答案ADI总结提升I1.理解和熟记辐射强度随波长的变化关系图象是解此类问题的关键.2.黑体辐射的强度按波长的分布只与温度有关，与材料的种类和表而状况无关.三、能量子■知

6、识梳理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借，这个不可再分的最小能量值叫做能量子.2.大小=hv9其中r是电磁波的频率,h是普朗克常量,力=6.626X100J・s(_般h取6.63X1()74j・$).■典例精析【例3]人眼对绿光较为敏感，正常人的眼睛接收到波长为530nm的绿光时，只要每秒钟有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉.普朗克常量为6.63X10_31J・s,光速为3.OX10sm/s，则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是()A.2.3X

7、10_18WB.3.8X1O_,9WC.7.0X10“D.1.2X10_18W解析因只要每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉.所以察觉到绿光所接收的最r丄+E亠亠「c6X6.63X10_34X3X108小功率P=7，式中E=GC,又£=hK=/rj,nJ解得P=530X10"""〜2.3X1(T"W.答案AI总结提升Ic=Xr—＞光的频率能量子的能量耳空每秒内发射能量子的总能量乞公‘能量子的个数•解决此类题目的关键是熟练掌握£=hv和Q=人/及E=Pt=门£等关系式.针对训练神光“II”装置是我

8、国规模最人，国际上为数不多的高功率固体激光系统，利用它可获得能量为2400J、波长人为0.35uni的紫外激光，已知普朗克常量力=6.63X10〜J・s,则该紫外激光所含光子数为多少个？（保留两位有效数字）答案4.2X10："解析每个激光光子的能量为£=/*,该紫外激光中所含光子数为门=三=24006.63X10〜X3.0X10"0.35X10“个~4.2乂10乃个.■对点检测自查自纠1.（对黑体辐射规律的理解）能正确解释黑体辐射实验规律的是（）A.能量