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- 2023-08-25 09:06:02 发布
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5. 能量量子化
把铁块投进火炉中，刚开始铁块只是发热，并不发光。随着温度的
升高，铁块会慢慢变红，开始发光。铁块依次呈现暗红、赤红、橘红等
颜色，直至成为黄白色。为什么会有这样的变化呢？
1.知道光的能量是不连续的。
2.初步了解微观世界的量子化特征。
1.了解热辐射，知道热辐射与温度之间的关系。
2.知道普朗克的能量子假说。
3.知道原子中的能级结构。
（物理观念）
（物理观念）
（物理观念）
体会课堂探究的乐趣，
汲取新知识的营养，
让我们一起 吧！进走 课 堂
1900年，在英国皇家学会的新年庆祝会上，物理学
家开尔文勋爵作了展望新世纪的发言:
“科学的大厦已经基本完成，后辈的物
理学家只要做一些零碎的修补工作就行了。
” (开尔文)
但开尔文毕竟是一位重视现实和有眼力的科学家，就在上面提到的文章
中他还讲到：
“但是，在物理学晴朗天空的远处，还有两朵令人不安的乌云，……”
这两朵乌云是指什么呢？
黑体辐射实验
后来的事实证明，正是这两朵乌云发展成为一埸革命的风暴，乌云落地
化为一埸春雨，浇灌着两朵鲜花。
迈克尔逊-莫雷实验
黑体辐射实验
迈克尔逊-
莫雷实验
普朗克量子力学的诞生 相对论问世
量子力学
相对论
微观领域
高速领域
经典
力学
一、热辐射
我们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
以叫作热辐射。物体在室温时，热辐射的主要成分是波长较长的电磁波，不能
引起人的视觉。当温度升高时，热辐射中波长较短的成分越来越强。
随着温度的升高，铁块从发热，再到发
光，铁块的颜色也不断发生变化。
思考与讨论
一座建设中楼房还没有安装窗子，尽
管室内已粉刷，如果从远处观察，把窗
内的亮度与楼外墙的亮度相比，你会发
现什么？为什么？
黑体：如果某物体能够完全吸收入射各种波
长的电磁波而不发生反射，这物体称为黑体
近似黑体
研究黑体辐射是了解一般物体
热辐射性质的基础。
黑体辐射
只与温度有关。
2 4 λμm
1700K
1500K
1100K
黑体辐射实验规律
实验结论:
1.温度越高,辐射强度越大。
2.与最大辐射强度对应的波长向短
波方向移动。
辐射强度
1300K
ε=hν
不可再分的最小能量值ε叫做能量子
3：能量
微观宏观
h=6.626×10-34J.s
能量只能是最小能量值ε的整数倍，即：ε, 1
ε, 2 ε, 3 ε, ... n ε. n为正整数，称为
量子数
1：能量子
2：量子数
连续
分立的，量
子化的
两种理
论:
维恩公式: 短波适合;长波不符合
瑞利公式: 长波适合;短波荒唐 紫外灾难
普朗克理论 :
在发射和吸收能量的时候，不是
连续不断，而是分成一份一份的。能
量是h 的整数倍。
最小能量为: ε=h
是波的频率
实验
瑞利公式
维恩公式
黑体辐射理论解释
普朗克理论值
ε=hν
不可再分的最小能量值ε叫做能量子
3.能量
微观宏观
h=6.626×10-34J.s
能量只能是最小能量值ε的整数倍，即：ε, 1 ε, 2 ε, 3 ε, ... n ε. n为正整
数，称为量子数
1.能量子
2.量子数
连续
分立的，量
子化的
二、能量子
年轻的爱因斯坦认识到了普朗克能量子假设的意义，他把能量
子假设进行了推广，认为电磁场本身就是不连续的。也就是说，光
本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为ν的光的能量
子为 hν， h 为普朗克常量。这些能量子后来被叫作光子.
例1.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
ACD
2 4 λμm
1700K
1500K
1100K1300K
辐射强度
例2.黑体辐射的实验规律如图,由图可知 ( )
A．随温度升高，各种波长的辐射强度都有增加
B．随温度降低，各种波长的辐射强度都有增加
C．随温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动
D．随温度降低，辐射强度的极大值向波长...
把铁块投进火炉中，刚开始铁块只是发热，并不发光。随着温度的
升高，铁块会慢慢变红，开始发光。铁块依次呈现暗红、赤红、橘红等
颜色，直至成为黄白色。为什么会有这样的变化呢？
1.知道光的能量是不连续的。
2.初步了解微观世界的量子化特征。
1.了解热辐射，知道热辐射与温度之间的关系。
2.知道普朗克的能量子假说。
3.知道原子中的能级结构。
（物理观念）
（物理观念）
（物理观念）
体会课堂探究的乐趣，
汲取新知识的营养，
让我们一起 吧！进走 课 堂
1900年，在英国皇家学会的新年庆祝会上，物理学
家开尔文勋爵作了展望新世纪的发言:
“科学的大厦已经基本完成，后辈的物
理学家只要做一些零碎的修补工作就行了。
” (开尔文)
但开尔文毕竟是一位重视现实和有眼力的科学家，就在上面提到的文章
中他还讲到：
“但是，在物理学晴朗天空的远处，还有两朵令人不安的乌云，……”
这两朵乌云是指什么呢？
黑体辐射实验
后来的事实证明，正是这两朵乌云发展成为一埸革命的风暴，乌云落地
化为一埸春雨，浇灌着两朵鲜花。
迈克尔逊-莫雷实验
黑体辐射实验
迈克尔逊-
莫雷实验
普朗克量子力学的诞生 相对论问世
量子力学
相对论
微观领域
高速领域
经典
力学
一、热辐射
我们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
以叫作热辐射。物体在室温时，热辐射的主要成分是波长较长的电磁波，不能
引起人的视觉。当温度升高时，热辐射中波长较短的成分越来越强。
随着温度的升高，铁块从发热，再到发
光，铁块的颜色也不断发生变化。
思考与讨论
一座建设中楼房还没有安装窗子，尽
管室内已粉刷，如果从远处观察，把窗
内的亮度与楼外墙的亮度相比，你会发
现什么？为什么？
黑体：如果某物体能够完全吸收入射各种波
长的电磁波而不发生反射，这物体称为黑体
近似黑体
研究黑体辐射是了解一般物体
热辐射性质的基础。
黑体辐射
只与温度有关。
2 4 λμm
1700K
1500K
1100K
黑体辐射实验规律
实验结论:
1.温度越高,辐射强度越大。
2.与最大辐射强度对应的波长向短
波方向移动。
辐射强度
1300K
ε=hν
不可再分的最小能量值ε叫做能量子
3：能量
微观宏观
h=6.626×10-34J.s
能量只能是最小能量值ε的整数倍，即：ε, 1
ε, 2 ε, 3 ε, ... n ε. n为正整数，称为
量子数
1：能量子
2：量子数
连续
分立的，量
子化的
两种理
论:
维恩公式: 短波适合;长波不符合
瑞利公式: 长波适合;短波荒唐 紫外灾难
普朗克理论 :
在发射和吸收能量的时候，不是
连续不断，而是分成一份一份的。能
量是h 的整数倍。
最小能量为: ε=h
是波的频率
实验
瑞利公式
维恩公式
黑体辐射理论解释
普朗克理论值
ε=hν
不可再分的最小能量值ε叫做能量子
3.能量
微观宏观
h=6.626×10-34J.s
能量只能是最小能量值ε的整数倍，即：ε, 1 ε, 2 ε, 3 ε, ... n ε. n为正整
数，称为量子数
1.能量子
2.量子数
连续
分立的，量
子化的
二、能量子
年轻的爱因斯坦认识到了普朗克能量子假设的意义，他把能量
子假设进行了推广，认为电磁场本身就是不连续的。也就是说，光
本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为ν的光的能量
子为 hν， h 为普朗克常量。这些能量子后来被叫作光子.
例1.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
ACD
2 4 λμm
1700K
1500K
1100K1300K
辐射强度
例2.黑体辐射的实验规律如图,由图可知 ( )
A．随温度升高，各种波长的辐射强度都有增加
B．随温度降低，各种波长的辐射强度都有增加
C．随温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动
D．随温度降低，辐射强度的极大值向波长...