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1 能量量子化
2 光的粒子性
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．(重点) 2．了解黑体辐射的实验规律，了解黑体辐射的强度与波长的关系．(重点) 3．知道光电效应中极限频率的概念及其与光的电磁理论的矛盾． 4．知道光子说及其对光电效应的解释．(重点) 5．掌握爱因斯坦光电效应方程并会用它来解决简单问题．(难点) 1．黑体与黑体辐射 (1)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，所以叫做热辐射．物体热辐射中随温度的升高，辐射的较短波长的电磁波的成分越来越强．
(2)黑体
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．
(3)黑体辐射的实验规律
①一般材料的物体，辐射电磁波的情况，除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关．
②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．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．
(4)维恩和瑞利的理论解释
①建立理论的基础：依据热学和电磁学的知识寻求黑体辐射的理论解释． ②维恩公式：在短波区与实验非常接近，在长波区则与实验偏离很大．
③瑞利公式：在长波区与实验基本一致，但在短波区与实验严重不符，由理论得出的荒谬结果被称为“紫外灾难”．
2．能量子
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能 量 量 子 化 知 识 脉 络 版权所有，侵权必究！
(1)普朗克的假设
振动着的带电微粒能量只能是某一最小能量值ε的整数倍.即能的辐射或者吸收只能是一份一份的．这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子．
(2)能量子公式
ε＝hν，其中ν是电磁波的频率，h称为普朗克常量．h＝6.626×10－34 J·s.(一般
取h＝6.63×10
－34
J·s)
(3)能量的量子化
在微观世界中能量是量子化的，或者说微观粒子的能量是分立的．这种现象叫能量的量子化．
(4)普朗克理论
①借助于能量子的假说，普朗克得出了黑体辐射的强度按波长分布的公式，与实验符合之好令人击掌叫绝．
②普朗克在1900年把能量子列入物理学，正确地破除了“能量连续变化”的传统观念，成为新物理学思想的基石之一．
1．能吸收各种电磁波而不反射电磁波的物体叫黑体．(√) 2．温度越高，黑体辐射电磁波的强度越大．(√) 3．微观粒子的能量只能是能量子的整数倍．(√)
4．能量子的能量不是任意的，其大小与电磁波的频率成正比．(√) 5．光滑水平桌面上匀速运动的小球的动能也是量子化的．(×) 1．黑体是指黑颜色的物体吗？
【提示】 黑体不是指黑颜色的物体，是指能完全吸收电磁波的物体． 2．为了得出同实验相符的黑体辐射公式，普朗克提出了什么样的观点？
【提示】 普朗克提出了量子化的观点．量子化是微观世界的基本特点，其所有的变化都是不连续的．
探讨1：热辐射一定在高温下才能发生吗？
【提示】 热辐射不一定需要高温，任何温度的物体都能发出一定的热辐射，如任何物体都在不停地向外辐射红外线，这就是一种热辐射，即使是冰块，也在向外辐射红外线，只是温度低时辐射弱，温度高时辐射强．
探讨2：黑体不存在，为什么还研究黑体？
【提示】 黑体是一个理想化的物理模型．通过建立这样一个模型，会给研究带来方便． 1．对黑体的理解
绝对的黑体实际上是不存在的，但可以用某装置近似地代替．如图17-1-1所示，如果在一个空腔壁上开一个小孔，那么射入小孔的电磁波在空腔内表面会发生多次反射和吸收，最终不能从空腔射出，这个小孔就成了一个绝对黑体．
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图17-1-1
2．一般物体与黑体的比较 热辐射特点 吸收、反射特点 既吸收又反射，其能力与材料的种类及入射波长等因素有关 完全吸收各种入射电磁波，不反射 一般 辐射电磁波的情况与温度有关，与材物体 料的种类及表面状况有关 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 (1)温度一定时，黑体辐射强度随波长的分布有一个极大值． (2)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．如图17-1-2所示．
图17-1-2
4．普朗克的量子化假设的意义
(1)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．成为物理学发展史上一个重大转折点．
(2)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． 1．黑体辐射的实验规律如图17-1-3所示，由图可知( )
图17-1-3
A．随温度升高，各种波长的辐射强度都增加 B．随温度降低，各种波长的辐射强度都增加
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较长的方向移动 E．温度降低，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动
【解析】 由图可知，随温度升高，各种波长的辐射强度都增加，且辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，当温度降低时，上述变化都将反过来，故A、C、D正确，B、E错误．
【答案】 ACD
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．一般物体辐射电磁波的情况只与材料有关
D．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关
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高中物理第十七章波粒二象性1能量量子化2光的粒子性学案新人教版选修
