5.能量量子化
[学习目标] 1.知道热辐射、黑体、黑体辐射的概念。(重点)2.了解普朗克的能量子假设。(重点)3.了解爱因斯坦光子假设。4.知道原子能级及能级跃迁理论。(难点)
一、热辐射
1．热辐射：一切物体都在辐射电磁波。
2．热辐射规律：温度越高，热辐射中波长较短的成分越强。
3．黑体：能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体。
4．黑体辐射：黑体向外辐射电磁波的现象。
二、能量子
1．普朗克的能量子假设：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，这个最小的能量值ε叫作能量子。
2．能量子大小：ε＝hν。
ν是电磁波的频率，h是普朗克常量，h＝6.626 070 15×10－34 J·s。
3．爱因斯坦光子假设：光是由一个个不可分割的能量子组成，这些能量子叫作光子，光子的能量ε＝hν。
三、能级
1．定义：原子量子化的能量值。
2．原子处于能级最低的状态时最稳定，由高能级向低能级跃迁时放出光子。
3．原子从高能态向低能态跃迁时放出的光子的能量，等于两个能级之差。
4．原子光谱的谱线是一些分立的亮线。
1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)物体的温度越高，热辐射的电磁波中波长越长的成分越强。 (×)
(2)黑体辐射的电磁波的强度按波长分布的规律只与温度有关。 (√)
(3)普朗克量子假说认为微观粒子的能量是不连续的。 (√)
(4)原子的能量是不连续的。 (√)
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，用到的自然是理想化方法，D对。]
3．已知某种单色光的波长为λ，在真空中光速为c，普朗克常量为h，则电磁波辐射的能量子ε的值为( )
A．h B． C． D．以上均不正确
A [由波速公式c＝λν，可得ν＝，由光的能量子公式ε＝hν得ε＝h。故选A。]
|
|
|
对黑体和黑体辐射的理解
|
1．对黑体的理解
(1)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。
(2)黑体不一定是黑的，只有当自身辐射的可见光非常微弱时看上去才是黑的；有些可看作黑体的物体由于有较强的辐射，看起来还会很明亮，如炼钢炉口上的小孔。一些发光的物体(如太阳、白炽灯灯丝)也被当作黑体来处理。
