《2022-2023学年高二物理备课优选导学案（人教版2019必修第三册）》13.5 能量量子化（解析版）

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第 5 节 能量量子化
【自主预习】
一、热辐射
1.热辐射
（1）定义：我们周围的一切物体都在辐射① ，这种辐射与② 有关，所以叫作热辐射。
（2）特点：辐射强度按波长的分布情况随物体的③ 而有所不同。
2.黑体
（1）定义：若某种物体能够④ 入射的各种波长的电磁波而不发生⑤ ，这种物体叫作黑
体。
（2）黑体辐射的特点：黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的⑥ 有关。
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⑦ ，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⑧ 地辐射或吸收的，这个不可再分的最小能量
值ε。叫作⑨
2.能量子的大小： ，其中 υ是电磁波的频率，h称为普朗克常量。h=⑩ 。
3.能量的量子化：微观粒子的能量是⑪ 的，或者说微观粒子的能量是⑫ 的。
三、能级
当电子在不同轨道上运动时，原子处于不同的状态，原子在不同的状态中具有不同的能量，即原子的
能量是⑬ 的，这些量子化的能量值叫作⑭ 。
答案：①电磁波 ②物体的温度 ③温度 ④完全吸收 ⑤反射 ⑥温度 ⑦整数倍 ⑧一份一份 ⑨能
量子 ⑩ 6.626 070 15×10-34J·s ⑪量子化 不连续（分立） 量子化 能级⑫ ⑬ ⑭
【方法突破】
一
、
热辐射
1
.
在任何温度下,任何物体都会发射电磁波,并且其辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而有所不同。
当物体温度较低时(如室温),热辐射的主要成分是波长较长的电磁波(在红外线区域),不能引起人的视觉;
当温度升高时,热辐射中较短波长的成分辐射强度越来越强,可见光所占比例增大,如燃烧的炭会发出醒目
的红光。
2
.
在一定温度下,不同物体所辐射的光谱成分有显著的不同。例如,将钢加热到约 800 ℃时,就可观察到明
亮的红色光,但在同一温度下,熔化的水晶却不辐射可见光。
3
.
热辐射不需要高温,任何温度下物体都会发出一定的热辐射,只是温度低时辐射弱,温度高时辐射强。
【例 1】关于黑体和黑体辐射，下列说法正确的是（　　）
A．黑体一定是黑色的
B．黑体可以反射电磁波
C．黑体辐射规律表明，电磁波的能量是不连续的
D．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布与黑体的形状有关
【答案】C
【详解】AB．黑体指的是在任何温度下都能全部吸收任何波长的电磁波而不发生反射的物体，黑体本身也
能向外辐射电磁波，并非在任何温度下都呈黑色，只有当自身辐射的可见光非常微弱时看上去才是黑色，
AB 错误；
C．黑体辐射规律表明，电磁波的能量是不连续的，C正确；
D．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布与黑体的形状无关，只与黑体的温度有关，D错误。故选 C。
【针对训练 1】如图所示为黑体辐射的规律，由此图象得到下列结论正确的是（　　）
A．随着温度的降低，各种波长的辐射强度都增大
B．随着温度的降低，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动
C．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关
D．黑体热辐射的强度与波长无关
【答案】C
【详解】A．由图像可知，随着温度的降低，各种波长的辐射强度都减小，A错误；
B．随着温度的降低，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动，B错误；
CD．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，与其他因素无关，C正确，D错误。故选
C。
二、能量子和能级
1.能量子的理解:
(1)物体在发射或接收能量的时候,只能从某一状态“飞跃”地过渡到另一状态,而不可能停留在不符合这些
能量的任何一个中间状态。
(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。
2.普朗克能量量子化假说的意义:
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