17.1 能量量子化
能量的量子化
能量的量子化
能量的量子化是指能量在某些情况下只能取离散的值，而不能取任意值。
这种现象是由于能量与波长之间存在一个固定的关系，即普朗克
常数h。
根据这个关系，能量E等于普朗克常数h乘以频率f，即
E=h*f。
这个公式表明，当频率f取某些特定值时，能量E只能取相应的离散值。
这些特定的频率被称为共振频率，对应的能量被称为共振能级。
在这些共振能级之间，能量是连续变化的。
例如，在氢原子中，电子围绕原子核运动时会发射或吸收光子。
当电
子从一个较高的能级跃迁到一个较低的能级时，会发射出一定波长的
光子；当电子从一个较低的能级跃迁到一个较高的能级时，则会吸收
一定波长的光子。
这些波长与氢原子中电子所处的不同共振能级有关。
除了氢原子外，其他原子、分子和凝聚态物质也存在着类似于氢原子
中电子跃迁现象。
因此，在研究这些物质的能级结构、光谱等方面，
能量的量子化是一个非常重要的概念。
总之，能量的量子化是指在某些情况下，能量只能取离散的值，而不
能取任意值。
这种现象是由于能量与波长之间存在一个固定的关系，
即普朗克常数h。
在氢原子和其他物质中，能量的量子化对于研究其能级结构、光谱等方面具有重要意义。
新人教版选修3-5《171_能量量子化》课时训练物理试卷有答案
新人教版选修3-5《17.1 能量量子化》课时训练物理试卷一、黑体与黑体辐射第十七章波粒二象性第1节能量量子化1. 黑体：是指能够________吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体。
2. 热辐射：周围的一切物体都在辐射________，这种辐射与物体的________有关。
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________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________有关，如图所示。
①随着温度的升高，各种波长的辐射强度都________；②随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长________的方向移动。
二、能量子定义：普朗克认为，带电微粒辐射或者吸收能量时，只能辐射或吸收某个最小能量值ε的________。
即：能的辐射或者吸收只能是________。
这个不可再分的最小能量值ε叫做________。
能量子大小ε＝ℎν，其中ν是电滋波的频率，ℎ称为________常量。
ℎ＝________J⋅s （一般取ℎ＝6.63×10−34J⋅s）。
能量的量子化在微观世界中微观粒子的能量是________的，或者说微观粒子的能量是________的。
这种现象叫能量的量子化。
【概念规律练】关于热辐射，下列说法中正确的是（）A.一切物体都在辐射电磁波B.任何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的温度有关D.黑体能完全吸收入射的各种波长的电磁波下列关于黑体辐射的实验规律叙述正确的（）A.随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有所增加B.随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动C.黑体热辐射的强度与波长无关D.黑体辐射无任何规律黑体辐射的实验规律如图所示，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较长的方向移动已知某单色光的波长为λ，在真空中光速为c，普朗克常量为ℎ，则电磁辐射的能量子ε的值为（）A.ℎcλB.ℎλC.cℎλD.以上均不正确神光“Ⅱ”装置是我国规模最大，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λ为0.35μm的紫外激光，已知普朗克常量ℎ＝6.63×10−34J⋅s，则该紫外激光所含光子数为（）A.2.1×1021个B.4.2×1021个C.2.1×1015个D.4.2×1015个一、【方法技巧练】利用能量子的关系式求解有关问题氦-氖激光器发出波长为633nm的激光，当激光器的输出功率为1mW时，每秒发出的光子数为（）A.2.2×1015B.3.2×1015C.2.2×1014D.3.2×1014小灯泡的功率P＝1W，设其发出的光向四周均匀辐射，平均波长λ＝10−6m，求在距离d＝1.0×104m处，每秒钟落在垂直于光线方向、面积为1cm2的球面上的光子数是多少？(ℎ＝6.63×10−34J⋅s)课后巩固练对黑体辐射电磁波的波长分布有影响的是（）A.温度B.材料C.表面状况D.质量能正确解释黑体辐射实验规律的是（）A.能量的连续经典理论B.普朗克提出的能量量子化理论C.以上两种理论体系任何一种都能解释D.牛顿提出的能量微粒说下列说法正确的是（）A.微观粒子的能量变化是跳跃式的B.能量子与电磁波的频率成正比C.红光的能量子比绿光大D.电磁波波长越长，其能量子越大红、橙、黄、绿四种单色光中，光子能量最小的是（）A.红光B.橙光C.黄光D.绿光单色光从真空射入玻璃时，它的（）A.波长变长，速度变小，光量子能量变小B.波长变短，速度变大，光量子能量变大C.波长变长，速度变大，光量子能量不变D.波长变短，速度变小，光量子能量不变关于光的传播，下列说法中正确的是（）A.各种色光在真空中传播速度相同，在介质中传播速度不同B.各种色光在真空中频率不同，同一色光在各种介质中频率相同C.同一色光在各种介质中折射率不同，不同色光在同一介质中折射率相同D.各种色光在同一介质中波长不同，同一色光在真空中的波长比任何介质中波长都长对于带电微粒的辐射和吸收能量时的特点，以下说法正确的是（）A.以某一个最小能量值一份一份地辐射或吸收B.辐射和吸收的能量是某一最小值的整数倍C.吸收的能量可以是连续的D.辐射和吸收的能量是量子化的对一束太阳光进行分析，下列说法正确的是（）A.太阳光是由各种单色光组成的复色光B.在组成太阳光的各单色光中，其能量最强的光为红光C.在组成太阳光的各单色光中，其能量最强的光为紫光D.组成太阳光的各单色光的能量都相同在自然界生态系统中，蛇与老鼠和其他生物通过营养关系构成生物链，在维持生态平衡方面发挥重要作用，蛇是老鼠的天敌，它是通过接收热辐射来发现老鼠的，假设老鼠的体温约37∘C，它发出的最强的热辐射的波长为λ(m)，根据热辐射理论，λ(m)与辐射源的绝对温度的关系近似为Τλ＝2.90×10−3m⋅K．老鼠发出最强的热辐射的波长为（）A.7.9×10−5mB.9.4×10−6mC.1.16×10−4mD.9.7×10−8m由能量的量子化假说可知，能量是一份一份的而不是连续的，但我们平时见到的宏观物体的温度升高或降低，为什么不是一段一段的而是连续的，试解释其原因。
专题17.1能量量子化-2017年高中物理全国名卷试题分章节汇编(选修3-5)(Word版含解析)
一、单选题1．某激光器能发射波长为λ的激光，发射功率为P，c表示光速，h表示普朗克常量，则激光器每秒发射的能量子数为()A. pchλB.hcλC.phcλD.chpλ【答案】 C【解析】每个光子的能量为：E=hγ=h cλ，设每秒（t=1s）激光器发出的光子数是n，则：Pt=nE，即：P=nh cλ，得：n=Phcλ；故C正确，ABD错误；故选C．2．下列宏观概念是“量子化”的是（）A. 物体的质量B. 木棒的长度C. 花生米的粒数D. 物体的动能【答案】 C【解析】粒数的数值只能取正整数，不能取分数或小数，因而是不连续的，是量子化的．其它三个物理量的数值都可以取小数或分数，甚至取无理数也可以，因而是连续的，非量子化的．故只有C正确；故选C．点睛：量子化在高中要求较低，只需明确量子化的定义，知道“量子化“指其物理量的数值会是一些特定的数值即可．3．历史上很多物理学家对物理学的发展做出了重要的贡献，下面有关描述符合物理学史实的是A. 麦克斯韦用实验证实了电磁波的存在，开创了现代通信技术B. 爱因斯坦创立了狭义相对论，颠覆了人类固有的时空观C. 查德威克发现了电子，揭开了人类探究原子结构的序幕D. 德布罗意提出能量子假说，一举解决了经典理论在黑体辐射上遇到的困难【答案】 B4．关于黑体辐射的强度与波长的关系，下图中正确的是A. B.C. D.【答案】 B点睛：解决本题的关键知道黑体辐射的强度与温度有关，温度越高，黑体辐射的强度越大，随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动．5．关于黑体辐射的强度与波长的关系，下图正确的是（）A.B.C.D.【答案】 B【解析】根据黑体辐射的实验规律：随温度升高，各种波长的辐射强度都有增加，故图线不会有交点，选项C、D错误。
另一方面，辐射强度的极大值会向波长较短方向移动，选项A错误，B正确。
6．(2006·全国卷1)红光和紫光相比( )A. 红光光子的能量较大；在同一种介质中传播时红光的速度较大B. 红光光子的能量较小；在同一种介质中传播时红光的速度较大C. 红光光予的能量较大；在同一种介质中传播时红光的速度较小D. 红光光子的能量较小；在同一种介质中传播时红光的速度较小【答案】 B【解析】红光与紫光相比，红光波长较长、频率较低、光子能量较低、在同种介质中传播速度较快，正确答案为B。
人教版高二物理选修3-5 17.1 能量量子化
一、黑体与黑体辐射（量子力学的萌芽）
1．热辐射 (1)定义：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，所以叫热辐射。 (2)特征：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：如果某种物体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发 生反射，这种物体就是绝对黑体，简称黑体。 (2)黑体辐射的特征：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)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。
类型二
3、普朗克在研究黑体辐射的基础上，提出了量子理论，下列关于描绘两种温
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
(D )
解析：黑体辐射以电磁辐射的形式向外辐射能量，温度越高，辐射越强越 大，故AC错误。黑体辐射的波长分布情况也随温度而变，如温度较低时，主要 以不可见的红外光进行辐射，在500 ℃以至更高的温度时，则顺次发射可见光 以至紫外辐射。即温度越高，辐射的电磁波的波长越短，故B错误，D正确。
二、黑体辐射的实验规律
1、黑体辐射的实验规律
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，如图所示。 (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)随着温度的升高各种波长的辐射强度都有增加，辐射强度的极大值 向波长较短的方向移动。
有经验的炼钢工人，通过观察炼钢炉内的颜色，就可以估计出炉内的大体 温度，这是根据黑体辐射与温度有关
四、爱因斯坦的光子
光子：光不仅在发射和吸收时能量是一份一份的，而且光本身就是由一个个不
高二物理知识点能量量子化
高二物理知识点能量量子化能量量子化是高二物理学习中的一个重要知识点，它是基于量子力学原理而提出的。
量子力学是20世纪初发展起来的一门新的物理学分支，它在解释微观粒子行为方面具有重要作用。
而能量量子化则是基于量子力学的基本原理，揭示了微观世界的能量存在离散化的现象。
一、能量量子化的概念在我们日常生活中，我们总是认为能量是连续变化的，但是在微观尺度下，事实却是不同的。
据量子力学的理论，能量是以离散的方式存在的，即能量量子化的现象。
这就意味着，微观粒子的能量只能取离散的特定数值。
二、能量量子化的原理能量量子化的原理可以归结为以下几个方面：1.普朗克公式普朗克公式是描述能量量子化的重要公式之一。
根据普朗克公式，能量（E）和频率（ν）之间存在着一个常数h的关系，即E=hν。
其中，h被称为普朗克常数，它的数值为6.62607015×10^-34 J·s。
2.能级量子力学认为，原子中的电子存在于不同的能级上。
每个能级有其特定的能量，而且这些能级之间存在着能量差。
当电子跃迁时，能量的变化是以一个量子化的单位进行的。
3.量子态量子态是描述微观粒子的状态的概念。
在量子力学中，微观粒子的状态是用波函数（Ψ）来表示的。
波函数可以用来描述微观粒子的位置、动量等物理量。
三、能量量子化的意义与应用能量量子化的发现对物理学的发展产生了深远的影响，并且在科学研究和技术应用中起到了重要的作用。
以下是其意义和应用的几个方面：1.解释原子光谱能量量子化可以很好地解释原子光谱的现象。
原子在受激发状态下会发射或吸收特定的光子，这与能量量子化的离散性质密切相关。
通过研究和分析原子光谱，科学家们能够了解原子的能级结构，从而对物质的组成和性质有更深入的认识。
2.推动量子通信技术的研究能量量子化的原理为量子通信技术的研究和应用提供了基础。
量子通信技术是一种基于量子力学原理的通信方式，可以实现安全传输和加密。
利用能量量子化的特性，科学家们可以构建出高效、高安全性的量子通信系统。
第十七章 波粒二象性知识总结
第十七章 波粒二象性 17.1能量量子化一、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．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．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．注意：带电微粒的辐射和吸收能量时是以最小能量值——能量子ε的整数倍一份一份地辐射或吸收的，是不连续的2．大小：ε＝hν，其中ν是电磁波的频率，h 是普朗克常量，数值h ＝6.626×10－34J ·s(一般h 取6.63×10－34 J ·s)．其中ν ＝ cλ 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．17.2光的粒子性一、光电效应（光电效应证明了光的粒子性）1．光电效应：照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出的现象．2．光电子：光电效应中发射出来的电子． （1）光电效应的实质：光现象――→转化为电现象． （2）光电效应中的光包括不可见光和可见光．（3）光电子：光电效应中发射出来的光电子，其本质还是电子．光电子的能量只与入射光的频率有关，与光的强度无光。
17.1 能量量子化
第一节能量量子化教学目标：（一）知识与技能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。
2、了解黑体辐射的实验规律，了解黑体热辐射的强度与波长的关系。
3、了解能量子的概念。
（二）过程与方法了解微观世界中的量子化现象。
比较宏观物体和微观粒子的能量变化特点。
体会量子论的建立深化了人们对于物质世界的认识。
（三）情感、态度与价值观领略自然界的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲，乐于探究自然界的奥秘，能体验探索自然规律的艰辛与喜悦。
教学重点：能量子的概念。
教学难点：黑体辐射的实验规律。
教学方法：教师启发、引导，学生讨论、交流。
教学用具：投影片，多媒体辅助教学设备教学过程：（一）引入新课教师：介绍能量量子化发现的背景：19世纪末页，牛顿定律在各个领域里都取得了很大的成功：在机械运动方面不用说，在分子物理方面，成功地解释了温度、压强、气体的内能。
在电磁学方面，建立了一个能推断一切电磁现象的麦克斯韦方程。
另外还找到了力、电、光、声----等都遵循的规律---能量转化与守恒定律。
当时许多物理学家都沉醉于这些成绩和胜利之中。
他们认为物理学已经发展到头了。
1900年，在英国皇家学会的新年庆祝会上，著名物理学家开尔文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。
”也就是说：物理学已经没有什么新东西了，后一辈只要把做过的实验再做一做，在实验数据的小数点后面在加几位罢了！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？一朵与黑体辐射有关，另一朵与迈克尔逊实验有关。
然而，事隔不到一年（1900年底），就从第一朵乌云中降生了量子论，紧接着（1905年）从第二朵乌云中降生了相对论。
经典物理学的大厦被彻底动摇，物理学发展到了一个更为辽阔的领域。
正可谓“山重水复疑无路，柳暗花明又一村”。
19-20版：17.1 能量量子化（步步高）
提示 解决此类题目的关键是熟练掌握ε＝hν和c＝λν及E＝nε＝Pt等公式.
针对训练3 “神光Ⅱ”装置是高功率固体激光系统，利用它可获得能量为2 400 J、 波长λ为0.35 μm的紫外激光，已知普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，光速c＝3.0×108 m/s， 则该紫外激光所含光子数为多少个？(结果保留两位有效数字)
二 能量子
1.定义：普朗克认为，振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的 整数倍 ， 当带电微粒辐射或吸收能量时， 也是以这个最小能量值为单位 一份一份 地辐射或吸收的，这个不可再分的_最__小__能__量__ 值ε 叫做能量子. 2.能量子大小：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：微观粒子的能量是 量子化 的，或者说微观粒子的能量是 分立 的.
√B.带电微粒辐射或吸收的能量只能是某一最小能量值的整数倍 √C.能量子与电磁波的频率成正比
D.这一假说与现实世界相矛盾，因而是错误的
解析 由普朗克能量子假说可知带电微粒辐射或吸收的能量只能是某一最小能量值 的整数倍，A错误，B正确； 能量子ε＝hν，与电磁波的频率ν成正比，C正确.
123
3.(能量子的理解及ε＝hν的应用)二氧化碳能强烈吸收红外长波辐射，这种长波辐射的 波长范围约是1.4×10－3～1.6×10－3 m，相应的频率范围是_1_.9_×__1_0_1_1～__2_._1_×_1_0_1_1H__z_，相 应的光子能量的范围是_1_._3_×_1_0_－__22_～__1_._4_×_1_0_－__22_J__.(已知普朗克常量h＝6.6×10－34J·s， 真空中的光速c＝3.0×108 m/s.结果取两位有效数字) 解析 由c＝λν得ν＝cλ ，则求得频率范围为1.9×1011～2.1×1011Hz.又由ε＝hν得能量范 围为1.3×10－22～1.4×10－22J.
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普朗克后来又为这种与经典物理格格不入的观念 深感不安，只是在经过十多年的努力证明任何复归于 经典物理的企图都以失败而告终之后，他才坚定地相 信 h 的引入确实反映了新理论的本质。 1918年他荣获诺贝尔物理学奖。 死后他的墓碑上只刻着他的姓名和
h = 6.626 ×10
-34
J s
问题与讨论
普朗克理论: 能量在发射和吸收的时候，不是连续不断， 而是分成一份一份的。能量是hn 的整数倍。 每份能量为: E=hν h 6.626 1034 J s
3.经典物理学所遇到的困难
辐射强度
实验值
紫 外 灾 难 瑞 利 金 斯 线
1)维恩的半经验公式：
短波符合;长波不符合
2)瑞利----金斯公式： 长波符合;短波荒唐 ----紫外灾难
--
维恩线 0 1 2 3 4 5 6 7
一朵令人不安的乌云
8
/μm
四、能量子：超越牛顿的发现
普朗克能量子假说：
思考与讨论2:
一座建设中的楼房还没安装窗子，尽管室内 已经粉刷，如果从远处看窗内，你会发现什么？ 为什么？
二、黑体与黑体辐射
物体表面能够吸收和反射外界射来 的电磁波。 如果一个物体在任何温度下，对任 何波长的电磁波都完全吸收，而不反 射与透射，则称这种物体为绝对黑体， 简称黑体。
不透明材料制成的带小 孔的空腔
加热空腔使其温度升高，空腔就成了不同温度下的黑体， 从小孔向外的辐射就是黑体辐射。
T T
平行光管
三棱镜
热电偶
黑体辐射的实验规律 辐射强度 辐射强度
2.辐射强度：
单位时间内从物体单位面 积上所发射的各种波长的 总辐射能，称为辐射强度。
特点：随温度的升高
0 1
2 3
4
5
6
λ (μm)
①各种波长的辐射强度都在增加； ②绝对黑体的温度升高时，辐射强度的最大值向短波方向移动
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
【例2】炼钢工人通过观察炼钢炉内的颜色，就可以估计 出炉内的温度，这是根据什么道理?
[答案] 根据热辐射的规律可知，当物体的温度升高时， 热辐射中较短波长的成分越来越强，可见光所占份额增 大，温度越高红光成分减少，频率比红光大的其他颜色 的光，为橙、黄、绿、蓝、紫等光的成分就增多。因此 可根据炉内光的颜色大致估计炉内的温度
（1）在火炉旁边有什么感觉？
（2）投入火炉中的铁块一开始是什么颜色？过了 一会又是什么颜色？
热辐射现象
我们周围一切物体都在辐射电磁波（变化的电磁场），这种 辐射与物体的温度有关，所以叫做热辐射。 固体在温度升高时 K
1400 K
从看不出发光到暗红到赤红到橙红到等颜色 辐射电磁波强度按波长的分布情况随物体的温度变化而 变化。这是热辐射的一个特征。（材料、表面情况）
1900年，在英国皇家学会的新年庆祝会上,著名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-也就是说：物理学已经没有什么新东西了，后一辈只要把 做过的实验再做一做，在实验数据的小数点后面在加几位罢了！ 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，----”
问题: 既然灯向外辐射的光能是分立的，一份份的。 为何我们看不到灯的亮度发生变化？
结论： 1.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 2.在研究微观粒子时必需考虑能量量子化
【例1】下列叙述正确的是（ ACD）
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
能量
经典 量子
1.辐射物体中包含大量振动着的带电微粒（谐振子），它们的能 量是某一最小能量的整数倍E=ne n=1,2,… 2. e（epsilon ）叫能量子，简称量子，n为量子数，它只取正整 数——能量量子化
3.谐振子只能一份一份按不连续方式辐射或吸收能量
4.对于频率为n（nu ）的谐振子，最小能量为：
实验值 紫 外 灾 难 瑞 利 金 斯 线
--
维恩线 0
1
2
普朗克
3
4
5
6
7
8
/μm
普朗克公式与实验结果比较
意义：（阅读书本p29）
弗朗克抛弃了经典物理中的能量可连续变化、物体 辐射或吸收的能量可以为任意值的旧观点，提出了能量 子、物体辐射或吸收能量只能一份一份地按不连续的方 式进行的新观点。这不仅成功地解决了热辐射中的难题， 而且开创物理学研究新局面，标志着人类对自然规律的 认识已经从从宏观领域进入微观领域，为量子力学的诞 生奠定了基础。
【例3】对应于3.4×l0-l9J的能量子，其电磁辐射的频率 和波长各是多少？它是什么颜色？ [解析] 根据公式ε=hν和ν=c/λ得 ν=ε/h=5.13×1014Hz
λ=c/ν=5.85×10-7Hz
5.13×10-14Hz的频率属于黄光的频率范围，它是黄光， 其波长为5.85×l0—7m。
h=6.62610-34J· s ——普朗克常量
e =h n
黑体辐射公式：
1900年10月19日，普朗克在 德国物理学会会议上提出一个 黑体辐射公式
2πh ν M ν (T) = 2 hν/kT c e -1
h = 6.55 ×10
-34
3
J s
M.Planck 德国人 1858－1947
辐射强度
17.1
能量量子化
19世纪末页，牛顿定律在各个领域里都取得 了很大的成功：在机械运动方面不用说，在分子 物理方面，成功地解释了温度、压强、气体的内 能。在电磁学方面，建立了一个能推断一切电磁 现象的 Maxwell方程。另外还找到了力、电、光、 声----等都遵循的规律---能量转化与守恒定律。 当时许多物理学家都沉醉于这些成绩和胜利之中。 他们认为物理学已经发展到头了。
这两朵乌云是指什么呢？
一朵与黑体辐射有关，
另一朵与迈克尔逊实验有关。
然而, 事隔不到一年(1900年底)，就从第一朵乌云中降 生了量子论，紧接着(1905年)从第二朵乌云中降生了 相对论。经典物理学的大厦被彻底动摇，物理学发展 到了一个更为辽阔的领域。正可谓“山重水复疑无路, 柳暗花明又一村。”
问题与思考
说明：
①黑体是个理想化的模型。
例：开孔的空腔，远处的窗口等可近似看作黑体。 ②对于黑体，在相同温度下的辐射规律是相同的。 ③一般物体的辐射与温度、材料、表面状况有关，但黑体辐 射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关。
三、黑体辐射的实验规律 研究黑体辐射的规律是了解一般物体热辐射性质的基础
1.测量黑体辐射的实验原理图：