高中物理必修三 學習筆記 第十三章　5　能量量子化

5能量量子化[學習目標]1.了解熱輻射和黑體的概念.2.初步了解微觀世界的量子化特征，知道普朗克常量.3.了解原子的能級結構．一、熱輻射1．概念：一切物體都在輻射電磁波，且這種輻射與物體的________有關，所以叫熱輻射．2．特點：溫度升高時，熱輻射中波長較__________的成分越來越強．3．黑體：能夠完全吸收入射的各種波長的________而不發(fā)生反射．二、能量子1．概念：振動著的帶電微粒的能量只能是某一最小能量值的____________，這個最小的能量值ε叫能量子．2．大小：ε＝________，其中h＝6.63×10－34J·s.3．愛因斯坦光子說：光是由一個個不可分割的能量子組成，能量大小為____________，光的能量子稱為____________．三、能級1．原子的能量是____________的，量子化的能量值叫________．2．原子從高能態(tài)向低能態(tài)躍遷時________光子，光子的能量等于前后兩個能級________．3．原子的能級是________的，放出的光子的能量也是分立的，原子的發(fā)射光譜只有一些________的亮線．判斷下列說法的正誤．(1)紅外線的顯著作用是熱作用，溫度較低的物體不能輻射紅外線．()(2)黑體一定是黑色的．()(3)熱輻射只能產(chǎn)生于高溫物體．()(4)當原子從能量較高的能態(tài)躍遷到能量較低的能態(tài)時，會放出任意能量的光子．()一、熱輻射和黑體輻射1．黑體實際上是不存在的，只是一種理想情況．2．黑體不一定是黑的，只有當自身輻射的可見光非常微弱時看上去才是黑的；有些可看成黑體的物體由于有較強的輻射，看起來還會很明亮，如煉鋼爐口上的小孔．3．黑體同其他物體一樣也在輻射電磁波，黑體的輻射規(guī)律最為簡單，黑體輻射強度只與溫度有關．4．一般物體和黑體的熱輻射、反射、吸收的特點熱輻射不一定需要高溫，任何溫度都能發(fā)生熱輻射，只是溫度低時輻射弱，溫度高時輻射強．在一定溫度下，不同物體所輻射的光譜的成分有顯著不同．熱輻射特點吸收、反射的特點一般物體輻射電磁波的情況與溫度有關，與材料的種類、表面狀況有關既吸收又反射，其能力與材料的種類及入射波的波長等因素有關黑體輻射電磁波的強度按波長的分布只與黑體的溫度有關完全吸收各種入射電磁波，不反射例1(多選)下列敘述正確的是()A．一切物體都在輻射電磁波B．一般物體輻射電磁波的情況只與溫度有關C．黑體輻射電磁波的強度按波長的分布只與黑體溫度有關D．黑體能夠完全吸收入射的各種波長的電磁波例2(多選)關于對黑體的認識，下列說法正確的是()A．黑體只吸收電磁波，不反射電磁波，看上去是黑的B．黑體輻射電磁波的強度按波長的分布只與溫度有關，與材料的種類及表面狀況無關C．黑體輻射電磁波的強度按波長的分布除與溫度有關外，還與材料的種類及表面狀況有關D．如果在一個空腔壁上開一個很小的孔，射入小孔的電磁波在空腔內(nèi)表面經(jīng)多次反射和吸收，最終不能從小孔射出，這個空腔就成了一個黑體二、能量子1．普朗克的能量子概念(1)能量子：普朗克認為微觀世界中帶電粒子的能量是不連續(xù)的，只能是某一最小能量值的整數(shù)倍，當帶電粒子輻射或吸收能量時，也只能以這個最小能量值為單位一份一份地吸收或輻射，這樣的一份最小能量值ε叫作能量子，ε＝hν，其中h叫作普朗克常量，實驗測得h＝6.63×10－34J·s，ν為電磁波的頻率．(2)能量的量子化：在微觀世界中能量不能連續(xù)變化，只能取分立值，這種現(xiàn)象叫作能量的量子化．量子化的基本特征就是在某一范圍內(nèi)取值是不連續(xù)的．2．愛因斯坦的光子說光不僅在發(fā)射和吸收時能量是一份一份的，而且光本身就是由一個個不可分割的能量子組成的，這些能量子被稱為光子．頻率為ν的光子的能量為ε＝hν.例3(多選)(2021·江蘇南通中學期中)對于帶電微粒在輻射和吸收能量時的特點，以下說法正確的是()A．以某一個最小能量值一份一份地輻射或吸收B．輻射和吸收的能量是某一最小值的整數(shù)倍C．吸收的能量可以是連續(xù)的D．輻射和吸收的能量是量子化的例4(多選)(2021·西安一中月考)某光源放出波長為500～600nm的各種光子，若已知該光A．2.0×1015 B．3.0×1015C．2.6×1015 D．1.5×1015三、能級1．能級原子的能量是量子化的，這些量子化的能量值叫作能級．2．能級之間的躍遷處于低能級的原子受到高速運動的電子的撞擊，有可能躍遷到較高的能量狀態(tài)，處于高能級的原子是不穩(wěn)定的，會自發(fā)地向能量較低的能級躍遷，放出光子．拓展延伸①能級越低，原子越穩(wěn)定．②除受到高速運動的電子的撞擊外，當吸收一定大小的光子的能量(等于躍遷前后的兩能級之差)時，原子也能躍遷到高能級．3．原子的發(fā)射光譜(1)光譜特征如圖所示是氦原子的光譜，原子的發(fā)射光譜只有一些分立的亮線．(2)光譜分立的原因原子從高能態(tài)向低能態(tài)躍遷時放出的光子的能量，等于前后兩個能級之差，因為原子的能級是分立的，所以放出的光子的能量也是分立的．例5(多選)下列說法正確的是()A．原子的能量是連續(xù)的，原子的能量從某一能量值變?yōu)榱硪荒芰恐担梢赃B續(xù)變化B．原子從低能級向高能級躍遷時放出光子C．原子從高能級向低能級躍遷時放出光子，且光子的能量等于前后兩個能級之差D．由于能級的存在，原子放出的光子的能量是分立的，所以原子的發(fā)射光譜只有一些分立的亮線針對訓練(多選)關于原子的能級躍遷，下列說法正確的是()A．原子從低能級躍遷到高能級要放出光子，