《能量量子化》PPT新教材1
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人教版物理新教材《能量量子化》课件ppt1
的。这些__量__子__化__的能量值叫作能级。 2.能级跃迁：通常情况下，原子处于能量最低的状态，这是最___稳__定___的。气体放电
管中的原子受到高速运动的电子的撞击，有可能跃迁到较高的能量状态。这些状态 的原子是不稳定的，会__自__发____地向能量较低的能级___跃__迁___，放出光子。原子从 高能态向低能态___跃__迁___时放出的光子的能量，等于前后两个能级___之__差___。
人教版物理新教材《能量量子化》课 件ppt1
要点
对热辐射、黑体和黑体辐射的理解
如图所示，一个闭合的空腔，在空腔表面开一个小孔，小孔就可以模拟一个黑体，观察 从外面射来的电磁波的传播情况，思考：什么是黑体？ 答案 经小孔射入空腔，要在腔壁上经过多次反射，在多次反射过程中，外面射来的 电磁波几乎全部被腔壁吸收，最终不能从空腔射出。这个闭合的空腔类似于黑体，黑 体实际上是不存在的，只是一种理想模型。
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___， 这种物体就叫作黑体。 (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。
[思考判断] (1)热辐射只能产生于高温物体。( × ) (2)能吸收各种电磁波而不反射电磁波的物体叫黑体。( √ ) (3)温度越高，黑体辐射电磁波的强度越大。( √ ) (4)黑体是一种客观存在的物质。( × )
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[针对训练1] (多选)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 解析 根据热辐射定义知A正确；根据热辐射和黑体辐射的特点知一般物体辐射 电磁波的情况除与温度有关外，还与材料种类和表面状况有关，而黑体辐射电 磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关，B错误，C正确；根据黑体定义知 D正确。 答案 ACD
管中的原子受到高速运动的电子的撞击，有可能跃迁到较高的能量状态。这些状态 的原子是不稳定的，会__自__发____地向能量较低的能级___跃__迁___，放出光子。原子从 高能态向低能态___跃__迁___时放出的光子的能量，等于前后两个能级___之__差___。
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要点
对热辐射、黑体和黑体辐射的理解
如图所示，一个闭合的空腔，在空腔表面开一个小孔，小孔就可以模拟一个黑体，观察 从外面射来的电磁波的传播情况，思考：什么是黑体？ 答案 经小孔射入空腔，要在腔壁上经过多次反射，在多次反射过程中，外面射来的 电磁波几乎全部被腔壁吸收，最终不能从空腔射出。这个闭合的空腔类似于黑体，黑 体实际上是不存在的，只是一种理想模型。
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___， 这种物体就叫作黑体。 (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。
[思考判断] (1)热辐射只能产生于高温物体。( × ) (2)能吸收各种电磁波而不反射电磁波的物体叫黑体。( √ ) (3)温度越高，黑体辐射电磁波的强度越大。( √ ) (4)黑体是一种客观存在的物质。( × )
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[针对训练1] (多选)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 解析 根据热辐射定义知A正确；根据热辐射和黑体辐射的特点知一般物体辐射 电磁波的情况除与温度有关外，还与材料种类和表面状况有关，而黑体辐射电 磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关，B错误，C正确；根据黑体定义知 D正确。 答案 ACD
能量量子化ppt课件
5. 能量量子化
19世纪末，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
近的轨道上运动，这种定态叫基态。
3、激发态：除基态以外的能量较高的其他能级，叫做激发态。
4、原子发光现象：原子从较高的激发态向较低的激发态或基态跃
迁的过程，是辐射能量的过程，这个能量以光子的形式辐射出去，
这就是原子发光现象。
能量子的发展意义
首先便是我们所熟知的一切电子产品，
注意是一切电子产品，因为在电子产
它们的能量是某一最小能量的整数倍：E = nε n = 1，2，……
2. ε 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 ν 的谐振子，最小能量为：ε = hv
h = 6.62610 ─34 J·s — 普朗克常量
的偏差其导致的结果也是灾难性的，所以，
根据量子原理所组建的原子钟，完美的解
决了这个问题，最厉害的艳原子钟，即使
过了2000万年，其时间误差依然能保持在
1秒之内。
在军事领域上，量子力学可谓是大显
神威，无论是核武器的研究，又或者
是导弹系统的创建它都参与其中，甚
至连激光武器，都离不开量子力学。
激光武器之所以能被开发运用，其根
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世纪末，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
近的轨道上运动，这种定态叫基态。
3、激发态：除基态以外的能量较高的其他能级，叫做激发态。
4、原子发光现象：原子从较高的激发态向较低的激发态或基态跃
迁的过程，是辐射能量的过程，这个能量以光子的形式辐射出去，
这就是原子发光现象。
能量子的发展意义
首先便是我们所熟知的一切电子产品，
注意是一切电子产品，因为在电子产
它们的能量是某一最小能量的整数倍：E = nε n = 1，2，……
2. ε 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 ν 的谐振子，最小能量为：ε = hv
h = 6.62610 ─34 J·s — 普朗克常量
的偏差其导致的结果也是灾难性的，所以，
根据量子原理所组建的原子钟，完美的解
决了这个问题，最厉害的艳原子钟，即使
过了2000万年，其时间误差依然能保持在
1秒之内。
在军事领域上，量子力学可谓是大显
神威，无论是核武器的研究，又或者
是导弹系统的创建它都参与其中，甚
至连激光武器，都离不开量子力学。
激光武器之所以能被开发运用，其根
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”。
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(√ )
2．所谓黑体是指能全部吸收入射的电磁波而不发生反射的物
体。显然，自然界不存在真正的黑体，但许多物体在某些波段上可
近似地看成黑体。如图所示，用不透明的材料制成的带小孔的空腔，
可近似地看作黑体。这是利用了
(
)
A．控制变量法
B．比值法
C．类比法
D．理想化方法
D
[黑体实际上是一种物理模型，把实际物体近似看作黑体，
在室温下，辐射的主要成
分是波长较长的电磁波
在电磁波
2.温度升高，辐射强度增大，同时辐射电磁波的频率和波长也在变化。
热辐射
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,所以叫热辐射。
2.辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而有所不同。当温度升高时,
物理学家只要做一些零碎的修补工
作就行了。
但是，在物理学晴朗天空的远处
，还有两朵令人不安的乌云。
威廉·汤姆孙开尔文
引入
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。
量子论
相对论
热辐射
在炉火旁边有什么感觉？
冬天会感觉到很暖和，
因为炉火在辐射能量
热辐射现象：一切物体在任何温度下都在辐射电磁波，这种辐射与物
(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)能量量子化:在微观世界中能量不能连续变化,只能取分立值,这种现象叫
能量量子化。
能量子
2.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
能量量子化 课件
能量量子化
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，所以叫作热辐射．物 体的温度升高，热辐射中__较__短__波__长__的成分越来越强． (2)黑体：如果某种物体能够__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．
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．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．
例 氦—氖激光器发出波长为633 nm的激光，当激光
器的输出功率为1 mW时，每秒发出的光子
2．黑体辐射的实验规律(黑体辐射的强度与波长的 关系)．
黑体辐射实验中，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．
3．能量子：超越牛顿的发现． (1)能量量子化：宏观物体的能量是_连__续__的___；而普 朗克认为微观粒子的能量是量__子__化____的，或说微观粒子 的能量是___分__立___的，即带电微粒的能量只能是某一最 小能量值ε的____整__数__倍． (2)能量子：不可再分的最小能量值ε叫作能量子， 且ε＝____h_ν___.式中的ν是____电__磁__波__的__频__率，h叫作普朗克 常量，其值为h＝___6_._6_2_6_×__1_0_－_3_4 _J_·.s
h＝6.626×10－34 J·s (3)能量的量子化． 在微观世界中能量不能连续变化，只能取分立值， 这种现象叫作能量的量子化．
2．量子化假设的实验证实． 普朗克公式与实验结果比较，发现它与实验结果 “令人满意地相符”．比较图线如下图所示，曲线是根 据普朗克的公式作出的，小圆代表实验值．
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，所以叫作热辐射．物 体的温度升高，热辐射中__较__短__波__长__的成分越来越强． (2)黑体：如果某种物体能够__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．
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．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．
例 氦—氖激光器发出波长为633 nm的激光，当激光
器的输出功率为1 mW时，每秒发出的光子
2．黑体辐射的实验规律(黑体辐射的强度与波长的 关系)．
黑体辐射实验中，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．
3．能量子：超越牛顿的发现． (1)能量量子化：宏观物体的能量是_连__续__的___；而普 朗克认为微观粒子的能量是量__子__化____的，或说微观粒子 的能量是___分__立___的，即带电微粒的能量只能是某一最 小能量值ε的____整__数__倍． (2)能量子：不可再分的最小能量值ε叫作能量子， 且ε＝____h_ν___.式中的ν是____电__磁__波__的__频__率，h叫作普朗克 常量，其值为h＝___6_._6_2_6_×__1_0_－_3_4 _J_·.s
h＝6.626×10－34 J·s (3)能量的量子化． 在微观世界中能量不能连续变化，只能取分立值， 这种现象叫作能量的量子化．
2．量子化假设的实验证实． 普朗克公式与实验结果比较，发现它与实验结果 “令人满意地相符”．比较图线如下图所示，曲线是根 据普朗克的公式作出的，小圆代表实验值．
第1节 能量量子化 第2节 光的粒子性
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针对训练 2 1: 2010 年浙江理综) ( 在光电效应实验中, 飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条 光电流与电压之间的关系曲线( 甲光、乙光、丙光)如图所示.则可判断出( , )
A.甲光的频率大于乙光的频率 B.乙光的波长大于丙光的波长 C.乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率 D.甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能
答案: 变长 1
①宏观世界中物体间的相互作用过程中所遵循的规律, 也适用于微观粒子的相互作用过程; ②康普顿效应进一步揭示了光的粒子性, 也再次证明了爱因斯坦光子说的正确性.
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针对训练 3 1: 科学研究证明, 光子有能量也有动量, 当光子与电子碰撞时, 光子的一些能量转移给了电子.则在 光子与电子的碰撞过程中, 下列说法中正确的是( )
增加 ; ②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.
1 ○随着着温度的升高,各种波长的辐射强度都有
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2. 能量子 (1)定义: 普朗克做出了这样的大胆假设: 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. -34 (2)表达式: ε=hν, 其中 h是一个常量, 称为 普朗克常量 , 其值为 h= 6. 626×10 J·s, ν是电磁波的 频率 . 3. 能量量子化 普朗克认为, 微观粒子的能量是量子化的, 或说微观粒子的能量是 分立 的.
思路点拨: 光电流的方向与光电子定向移动的方向相反; 由光电效应方程求解光电子的最大初动能; 由光电流 大小求解入射的光子数.
能量量子化课件
(2)特点：热辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而 有所不同．
用实验来观察热辐射现象，可以发现热辐射的光谱是连续 光谱，并且辐射光谱的性质与温度有关．在室温下，大多数物 体辐射不可见的红外线，但当物体被加热到500℃左右时，开 始发出暗红色的可见光．随着温度的不断上升，辉光逐渐亮起 来，而且波长较短的辐射越来越多．大约在1 500℃时就变成 明亮的白炽光．这说明同一物体在一定温度下所辐射的能量， 在不同光谱区域的分布是不均匀的，而且温度越高光谱中能量
(3)一般物体的热辐射和黑体辐射及其吸收、反射的特点
热辐射特点
吸收、反射特点
辐射电磁波的情况与温 既吸收、又反射．其
一般
度有关，与材料的种类 他能力与材料种类及
物体
及表面状态有关
入射波长等因素有关
辐射电磁波的强度按波 完全吸收各种入射电
黑体 长分布只与黑体的温度 磁波，不反射
有关
二、能量量子化 1．普朗克的量子化假设 (1)能量子 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．例如可能是ε、2ε或3ε……当带电微粒辐射和吸收能量 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．
黑体辐射的实验规律ຫໍສະໝຸດ 19世纪末，物理学家从实验和理论两个方面研究了各种温 度下的黑体辐射，测量了它们的黑体辐射强度按波长分布的情 况，得出了如图所示的实验曲线．
每一条曲线都有一个极大值，随着温度的升高，黑体的辐 射强度迅速增大，并且辐射强度的极大值向波长较短的方向移 动．
(2)黑体辐射实验规律的解释． ①维恩公式解释：1896年德国物理学家维恩(W.Wien)从热 力学理论出发，得到一个公式，但它只是在短波部分与实验相 符，而长波部分与实验存在明显的差异． ②瑞利公式解释：1900年，英国物理学家瑞利(L.Ray Leigh)从经典电磁理论出发推导出一个公式，其预测结果在长 波部分与实验吻合，在短波部分偏差较大，尤其在紫外线一 端，当波长趋于0时，辐射本领将趋于无穷大，这种情况被人 们称为“紫外灾难”．
人教版高中物理《能量量子化》优秀PPT课件
人们本着对光的完美理论（光的波动性、电磁理论）进行解释会出现什么结果？ 1918年他荣获诺贝尔物理学奖。 黑体辐射实验是物理学晴朗天空中 高温物体发出的是紫外光
由于分子热运动导致物体辐射电磁波 加热一物体 物体的温度恒定时
这时得到的辐射称为平衡热辐射 人们本着对光的完美理论（光的波动性、电磁理论）进行解释会出现什么结果？
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。 Thomson发现了电子 ，此时，人们认识到那就是从金属表面射出的电子，后来，这些电子被称作光电子(photoelectron)，相应的效应 叫做光电效应。 任何物体任何温度均存在热辐射 热辐射 --- 热能转化为电磁能的过程 相应的能量是某一最小能量ε（称为能量子）的整数倍，即：ε, 1ε, 2ε, 3ε, . 炽热物体发出的是可见光 他的墓碑上只刻着他的姓名和 这时得到的辐射称为平衡热辐射 固体在温度升高时颜色的变化
0123456 普朗克的能量子假说和黑体辐射公式 能量子假说：辐射黑体分子、原子的振动可看作谐振子，这些谐振子可以发射和吸收辐射能。
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。
M(T)2cπ2heh/k3T1
h6.5 5 1 0 3J 4s
M.Planck 德国人 1858－1947
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。
由于分子热运动导致物体辐射电磁波 加热一物体 物体的温度恒定时
这时得到的辐射称为平衡热辐射 人们本着对光的完美理论（光的波动性、电磁理论）进行解释会出现什么结果？
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。 Thomson发现了电子 ，此时，人们认识到那就是从金属表面射出的电子，后来，这些电子被称作光电子(photoelectron)，相应的效应 叫做光电效应。 任何物体任何温度均存在热辐射 热辐射 --- 热能转化为电磁能的过程 相应的能量是某一最小能量ε（称为能量子）的整数倍，即：ε, 1ε, 2ε, 3ε, . 炽热物体发出的是可见光 他的墓碑上只刻着他的姓名和 这时得到的辐射称为平衡热辐射 固体在温度升高时颜色的变化
0123456 普朗克的能量子假说和黑体辐射公式 能量子假说：辐射黑体分子、原子的振动可看作谐振子，这些谐振子可以发射和吸收辐射能。
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。
M(T)2cπ2heh/k3T1
h6.5 5 1 0 3J 4s
M.Planck 德国人 1858－1947
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。
高中物理选修课件能量量子化
03
玻尔原子模型与能级结构
卢瑟福原子模型问题
原子核式结构
卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原 子核式结构模型，认为原子中心有一 个带正电的原子核，电子绕核运动。
经典电磁理论困难
按照经典电磁理论，加速运动的电子 会辐射电磁波，导致原子能量不断减 少，电子轨道半径不断缩小，最终坍 缩到原子核上，这与实际情况不符。
高中物理选修课件能量量 子化
汇报人：XX 20XX-01辐射与光电效应 • 玻尔原子模型与能级结构 • 激光原理及应用 • 固体发光材料与器件 • 量子力学基础简介
01
能量量子化基本概念
能量量子化定义
能量量子化是指能量在微观领域中只 能以特定的、不连续的数值存在，即 能量是“一份一份”的，这种特定的 能量单位被称为能量子。
感谢您的观看
THANKS
观测中看不到对应的谱线。
04
激光原理及应用
激光产生条件与特点
产生条件
实现粒子数反转，满足阈值条件 和谐振腔条件。
特点
方向性好，亮度高，单色性好， 相干性好。
激光器种类及工作原理
气体激光器
利用气体作为工作物质，在电场 或光泵浦作用下实现粒子数反转 并产生激光。
半导体激光器
利用半导体材料中的电子空穴对 复合时释放的能量来产生激光。
对微观世界描述的影响
测不准关系的存在，使得我们无法精确地描述微观粒子的状态和行为，而只能 采用概率波函数来描述其出现的概率分布。这种描述方式与经典物理学的确定 性描述方式存在本质区别。
量子力学基本原理简介
原理一
态叠加原理。指微观粒子的状态可以由多个 基态的线性组合来描述，这种线性组合称为
态叠加。
原理二
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冬天会感觉到很暖和， 因为炉火在辐射能量
热辐射现象：一切物体在任何温度下都在辐射电磁波，这种辐 射与物体的温度有关，故称为热辐射。
热辐射
投在炉中的铁块一开始是什么颜色？过一会儿又是什么颜色？ 投在炉中的铁块随温度升高依次呈 现不同颜色：
800K
1000K
这是热辐射的一个特性：
1200K
1400K
这表明，辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而有所不同。
注意：黑体是个理想化的模型。
德国物理学家基尔霍夫首先 提出了绝对黑体的模型。
黑体与黑体辐射
黑体一定是黑色的吗？
用一个白色的盒子，在侧面开一个 小孔，同样可以看做是一个黑体。 黑体不是一定必须是黑色的。
黑体与黑体辐射
一个黑体在各种温度下，同样也会不断辐射出电磁波，这就是黑体 辐射。 那么，在研究热辐射的规律时，人们为什么特别注意对黑体辐射进 行研究？ 实验表明： 对于一般材料的物体，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， 而黑体辐射电磁波的规律只与黑体的温度有关，因而可以反映某种 具有普通意义的客观规律。
发现室内墙是黑的，因为没有光 反射出来或反射出来的光比较弱
黑体与黑体辐射
黑体：如果一个物体在任何温度下，都能够完全吸收入射的各种波 长的电磁波而不发生反射，则称这种物体为绝对黑体，简称黑体。
在空腔壁上开一个很小的孔，射入 小孔的电磁波在空腔中会发生多次 反射和吸收，最终不能从空腔射出。 这个小孔就可以看成一个绝对黑体。
人教版高中物理选修3-5 17.1能量量子化(共37张PPT)
黑体辐射的实验规律
依据热学和电磁学的知识
德国物理学家维恩在1896 年提出了辐射强度按波长 分布的理论公式：
实验值 维恩理论值
人教版高中物理选修3-5 17.1能量量子化(共37张PPT)
维恩公式在短波部分与实验结果吻合 得很好，但长波却不行。
人教版高中物理选修3-5 17.1能量量子化(共37张PPT)
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黑体辐射的实验规律
辐射强度
人教版高中物理选修3-5 17.1能量量子化(共37张PPT)
0 6？
①温度升高，各种波长的辐射强度都 有增加； ②温度升高，辐射强度的极大值向波 长较短的方向移动。 1700 15K00K 1300K 1100K
常温下我们看到的物体颜色就是 一些物体看起来很黑，其实是它吸收 物体反射了该频率的电磁波，吸 所有电磁波，反射的电磁波很弱。 收了其他频率的电磁波。
那么，在研究物体的热辐射时，应如何避免反射电磁波的影响？
一座建设中的楼房还没安装窗子，但室内墙已经粉刷。从远处看， 将室内墙与楼房外墙的亮度相比，你会发现什么？为什么？
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
迈克尔逊莫雷实验
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。
量子论
相对论
黑体
知道科学史上的两朵乌云
知道什么是热辐射 知道什么是黑体
热辐射
在炉火旁边有什么感觉？
2345
人教版高中物理选修3-5 17.1能量量子化(共37张PPT)
黑体辐射的实验规律
怎样解释黑体辐射的实验规律？ 按照当时物理学的认识，物体中存在着不停运动的带电微粒，每 个带电微粒的振动都产生变化的电磁场，从而产生电磁辐射，形 成连续的电磁波谱。
人教版高中物理选修3-5 17.1能量量子化(共37张PPT)
人教版高中物理选修3-5 17.1能量量子化(共37张PPT)
那么黑体辐射实验具有什么样的规律呢？
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黑体辐射
黑体辐射
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
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普朗克
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为了得出同实验相符的黑 体辐射公式，德国物理学 家普朗克做了多种尝试， 进行了激烈的思想斗争。
微观世界的某些规律，在 我们宏观世界看来可能非 常奇怪。
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黑体辐射的实验规律
英国物理学家瑞利在1900年也提 出了辐射强度按波长分布的理论 公式：
紫外灾难 实验值 瑞利理论值
这个荒谬的结论被认为是物理学理 论的灾难，当时称为“紫外灾难”。
瑞利公式在长波部分与实验结果比较吻 合。但在紫外区(波长范围在紫外线附近) 竟算得辐射强度为无穷大。
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能量量子化
教学目标
了解黑体辐射，感悟以实验为基础的科学研究方法
了解能量子的概念及提出的科学过程，领会这一科学突破 过程中科学家的思想 通过观察热辐射的强度与波长的关系图象培养学生观察能力
了解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
教学重点
能量子的概念
教学难点
黑体辐射的实验规律
19世纪末，经典物理学在各个领域都取得了很大的成功
力学
热学
电磁学
当时许多物理学家都沉醉于这些成绩和胜利之中，认为物理学已经 发展到头了。
威廉·汤姆孙 开尔文勋爵
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。
普朗克
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能量子
知道经典理论研究黑体辐射的困难
了解能量子的概念和计算
知道普朗克常量
热辐射
热辐射的两条定性规律：
①辐射的电磁波中包含各种波长的电磁波，不同波长，辐射强度不 同。
在室温下，辐射的主要成 在高温情况下，辐射的主要
分是波长较长的电磁波
成分是波长较短的电磁波
②温度升高，辐射强度增大，同时辐射电磁波的频率和波长也在变化。
如何定量地研究物体的热辐射规律？ 除了热辐射外，物体表面还会吸收和反射外界射来的电磁波
热辐射现象：一切物体在任何温度下都在辐射电磁波，这种辐 射与物体的温度有关，故称为热辐射。
热辐射
投在炉中的铁块一开始是什么颜色？过一会儿又是什么颜色？ 投在炉中的铁块随温度升高依次呈 现不同颜色：
800K
1000K
这是热辐射的一个特性：
1200K
1400K
这表明，辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而有所不同。
注意：黑体是个理想化的模型。
德国物理学家基尔霍夫首先 提出了绝对黑体的模型。
黑体与黑体辐射
黑体一定是黑色的吗？
用一个白色的盒子，在侧面开一个 小孔，同样可以看做是一个黑体。 黑体不是一定必须是黑色的。
黑体与黑体辐射
一个黑体在各种温度下，同样也会不断辐射出电磁波，这就是黑体 辐射。 那么，在研究热辐射的规律时，人们为什么特别注意对黑体辐射进 行研究？ 实验表明： 对于一般材料的物体，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， 而黑体辐射电磁波的规律只与黑体的温度有关，因而可以反映某种 具有普通意义的客观规律。
发现室内墙是黑的，因为没有光 反射出来或反射出来的光比较弱
黑体与黑体辐射
黑体：如果一个物体在任何温度下，都能够完全吸收入射的各种波 长的电磁波而不发生反射，则称这种物体为绝对黑体，简称黑体。
在空腔壁上开一个很小的孔，射入 小孔的电磁波在空腔中会发生多次 反射和吸收，最终不能从空腔射出。 这个小孔就可以看成一个绝对黑体。
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黑体辐射的实验规律
依据热学和电磁学的知识
德国物理学家维恩在1896 年提出了辐射强度按波长 分布的理论公式：
实验值 维恩理论值
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维恩公式在短波部分与实验结果吻合 得很好，但长波却不行。
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黑体辐射的实验规律
辐射强度
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0 6？
①温度升高，各种波长的辐射强度都 有增加； ②温度升高，辐射强度的极大值向波 长较短的方向移动。 1700 15K00K 1300K 1100K
常温下我们看到的物体颜色就是 一些物体看起来很黑，其实是它吸收 物体反射了该频率的电磁波，吸 所有电磁波，反射的电磁波很弱。 收了其他频率的电磁波。
那么，在研究物体的热辐射时，应如何避免反射电磁波的影响？
一座建设中的楼房还没安装窗子，但室内墙已经粉刷。从远处看， 将室内墙与楼房外墙的亮度相比，你会发现什么？为什么？
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
迈克尔逊莫雷实验
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。
量子论
相对论
黑体
知道科学史上的两朵乌云
知道什么是热辐射 知道什么是黑体
热辐射
在炉火旁边有什么感觉？
2345
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黑体辐射的实验规律
怎样解释黑体辐射的实验规律？ 按照当时物理学的认识，物体中存在着不停运动的带电微粒，每 个带电微粒的振动都产生变化的电磁场，从而产生电磁辐射，形 成连续的电磁波谱。
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黑体辐射
黑体辐射
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
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普朗克
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为了得出同实验相符的黑 体辐射公式，德国物理学 家普朗克做了多种尝试， 进行了激烈的思想斗争。
微观世界的某些规律，在 我们宏观世界看来可能非 常奇怪。
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黑体辐射的实验规律
英国物理学家瑞利在1900年也提 出了辐射强度按波长分布的理论 公式：
紫外灾难 实验值 瑞利理论值
这个荒谬的结论被认为是物理学理 论的灾难，当时称为“紫外灾难”。
瑞利公式在长波部分与实验结果比较吻 合。但在紫外区(波长范围在紫外线附近) 竟算得辐射强度为无穷大。
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能量量子化
教学目标
了解黑体辐射，感悟以实验为基础的科学研究方法
了解能量子的概念及提出的科学过程，领会这一科学突破 过程中科学家的思想 通过观察热辐射的强度与波长的关系图象培养学生观察能力
了解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
教学重点
能量子的概念
教学难点
黑体辐射的实验规律
19世纪末，经典物理学在各个领域都取得了很大的成功
力学
热学
电磁学
当时许多物理学家都沉醉于这些成绩和胜利之中，认为物理学已经 发展到头了。
威廉·汤姆孙 开尔文勋爵
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。
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能量子
知道经典理论研究黑体辐射的困难
了解能量子的概念和计算
知道普朗克常量
热辐射
热辐射的两条定性规律：
①辐射的电磁波中包含各种波长的电磁波，不同波长，辐射强度不 同。
在室温下，辐射的主要成 在高温情况下，辐射的主要
分是波长较长的电磁波
成分是波长较短的电磁波
②温度升高，辐射强度增大，同时辐射电磁波的频率和波长也在变化。
如何定量地研究物体的热辐射规律？ 除了热辐射外，物体表面还会吸收和反射外界射来的电磁波