高中物理人教版 (2019)必修第三冊(cè)第十三章電磁感應(yīng)與電磁波初步5 能量量子化學(xué)案-學(xué)案下載-教習(xí)網(wǎng)

一、熱輻射
1．熱輻射
(1)定義：我們周圍的一切物體都在輻射________。這種輻射與物體的________有關(guān)，所以叫作熱輻射。
(2)特點(diǎn)：當(dāng)溫度升高時(shí)，熱輻射中波長________的電磁波的成分越來越強(qiáng)。
2．黑體
定義：能夠________吸收入射的各種波長的電磁波而不發(fā)生反射的物體。
(2)特點(diǎn)
①黑體不反射電磁波，但可以向外________電磁波。
②黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布只與黑體的________有關(guān)。
說明黑體不一定是黑的，只有當(dāng)自身輻射的可見光非常微弱時(shí)看上去才是黑的；有些可看成黑體的物體由于有較強(qiáng)的輻射，看起來還會(huì)很明亮，如煉鋼爐口上的小孔。
例1 下列關(guān)于熱輻射和黑體輻射的說法不正確的是( )
A．一切物體都在輻射電磁波
B．黑體實(shí)際上是不存在的，只是一種理想情況
C．黑體不向外輻射電磁波
D．一般物體輻射電磁波的強(qiáng)度與溫度有關(guān)
針對(duì)訓(xùn)練1 很多地方用紅外線熱像儀監(jiān)測人的體溫，只要被測者從儀器前走過，便可知道他的體溫，關(guān)于其原理，下列說法正確的是( )
A．人的體溫會(huì)影響周圍空氣溫度，儀器通過測量空氣溫度便可知道人的體溫
B．儀器發(fā)出的紅外線遇人反射，反射情況與被測者的溫度有關(guān)
C．被測者會(huì)輻射紅外線，輻射強(qiáng)度以及按波長的分布情況與溫度有關(guān)，溫度高時(shí)輻射強(qiáng)且較短波長的成分強(qiáng)
D．被測者會(huì)輻射紅外線，輻射強(qiáng)度以及按波長的分布情況與溫度有關(guān)，溫度高時(shí)輻射強(qiáng)且較長波長的成分強(qiáng)
二、能量子
1．概念：振動(dòng)著的帶電微粒的能量只能是某一最小能量值的________，這個(gè)最小的能量值ε叫能量子。
2．大小：ε＝________，其中h＝6.63×10－34 J·s。
3．愛因斯坦光子說：光是由一個(gè)個(gè)不可分割的能量子組成，能量大小為________，光的能量子稱為________。
說明能量的量子化：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。
例2 (2023·黃岡中學(xué)高二月考)關(guān)于能量量子化，下列說法正確的是( )
A．能量子假設(shè)最早是由愛因斯坦提出來的
B．微觀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
C．電磁波的波長越長，其能量子越大
D．能量子假說與宏觀世界中對(duì)能量的認(rèn)識(shí)相矛盾，因而它一定是錯(cuò)誤的觀點(diǎn)
例3 (2022·重慶巴蜀中學(xué)高二期中)可見光波長的大致范圍是400～760 nm，則該范圍的電磁波輻射能量子ε最大值(已知普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s)( )
A．4.97×10－21 J B．2.62×10－19 J
C．3.11 eV D．1.63 eV
三、能級(jí)
1．能級(jí)
原子的能量是量子化的，這些量子化的能量值叫作能級(jí)。
原子具有確定能量的穩(wěn)定狀態(tài)，稱為定態(tài)。能量最低的狀態(tài)叫作基態(tài)，其他的狀態(tài)叫作激發(fā)態(tài)。
2．能級(jí)之間的躍遷
處于低能級(jí)的原子受到高速運(yùn)動(dòng)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(jí)的原子是不穩(wěn)定的，會(huì)自發(fā)地向能量較低的能級(jí)躍遷，放出光子。
拓展延伸 (1)能級(jí)越低，原子越穩(wěn)定。
(2)除受到高速運(yùn)動(dòng)的電子的撞擊外，當(dāng)吸收一定大小的光子的能量(等于躍遷前后的兩能級(jí)之差)時(shí)，原子也能躍遷到高能級(jí)。
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(shí)放出的光子的能量，等于前后兩個(gè)能級(jí)之差，因?yàn)樵拥哪芗?jí)是分立的，所以放出的光子的能量也是分立的。
例4 一個(gè)氫原子從低能級(jí)躍遷到高能級(jí)，該氫原子( )
A．吸收光子，吸收光子的能量等于兩能級(jí)之差
B．吸收光子，能量減少
C．放出光子，能量增加
D．放出光子，放出光子的能量等于兩能級(jí)之差
針對(duì)訓(xùn)練2 (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(jí)向高能級(jí)躍遷時(shí)放出光子
C．原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)放出光子，且光子的能量等于前后兩個(gè)能級(jí)之差
D．由于能級(jí)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熱輻射特點(diǎn)
吸收、反射的特點(diǎn)
一般物體
輻射電磁波的情況與溫度有關(guān)，與材料的種類、表面狀況有關(guān)
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(guān)
黑體
輻射電磁波的強(qiáng)弱按波長的分布只與黑體的溫度有關(guān)
完全吸收各種入射電磁波，不反射

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