1、合格性考试讲义 必修三第13章 电磁感应与电磁波初步第5节 能量量子化一、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。5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
2、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。6黑体辐射的实验规律(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。如图所示。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的整数倍，这个最小的能量值叫作能量子。2能量子大小：h。是电磁波的频率，h是普朗克常量，h6.626 070 151034 Js。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h。4.量子力学的建立及其应用20 世纪20年代，量
3、子力学建立了，它能够很好地描述微观粒子运动的规律，并在现代科学技术中发挥了重要作用。核能的利用，计算机和智能手机的制造，激光技术等的应用都离不开量子力学。是量子力学引领我们迈入了现代社会，让我们享受到丰富多彩的现代生活。科学漫步：聆听宇宙宇宙浩瀚无垠，神秘莫测。古人通过肉眼观察星空，绘制星图。望远镜的发明拓展了人类的视野，使人们对天体的了解更加清楚。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。【学考演练】1思考判断(正确的打“”，错误的打“
4、”)(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。()(5)能量子的能量不是任意的，其大小与电磁波的频率成正比。()(6)电子能吸收任意频率的光子发生跃迁。()(7)玻尔理论能成功地解释氢光谱。()(8)金属表面是否发生光电效应与入射光的强弱有关。()(9)入射光若能使某金属发生光电效应，则入射光的强度越大，照射出的光电子越多。 ()2黑体辐射电磁波的波长分布的影响因素是()A温度B材料C表面状况 D以上都正确解析：选A根据黑体辐射电磁
5、波的波长分布的决定因素知，其只与温度有关。3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解析：选B根据黑体辐射的实验规律，随着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都增加；另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，只能用普朗克提出的能量量子化理论才能得到满意的解释，故选B。4对于黑体辐射的实验规律，下列说法正确的是()A随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有增加B随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动C黑体辐射的强度与波长无关D黑体辐射无任何实验规律解析：选A黑体辐射的规律为随着温度
6、的升高各种波长的辐射强度都有增加，同时辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故只有选项A正确。5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理想化方法解析：选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。6已知某种单色光的波长为，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的值为()AhB CD以上均不正确解析：选A由波速公式c，可得，由光的能量子公式h得h。故选
7、A。7在光电效应实验中，用单色光照射某种金属表面，有光电子逸出，则光电子的最大初动能取决于入射光的 ()A频率B强度C照射时间D光子数目解析：选A光电子的最大初动能只与入射光的频率有关，与其他无关。而光照强度，照射时间及光子数目与逸出的光电子数量的关，故A正确，BCD错误。8关于对热辐射的认识，下列说法中正确的是()A热的物体向外辐射电磁波，冷的物体只吸收电磁波B温度越高，物体辐射的电磁波越强C辐射强度按波长的分布情况只与物体的温度有关，与材料种类及表面状况无关D常温下我们看到的物体的颜色就是物体辐射电磁波的颜色解析：选B一切物体都不停地向外辐射电磁波，且温度越高，辐射的电磁波越强，故A错误，
8、B正确；辐射强度按波长的分布情况除与物体的温度有关，还与材料种类及表面状况有关，故C错误；常温下看到的物体的颜色是反射光的颜色，故D错误。9(多选)关于电磁场和电磁波，正确说法是()A电磁波传播速度总是 3108 m/sB电磁波是一种物质，可以在真空中传播C电场和磁场总是相互联系，它们统称为电磁场D光是一种电磁波解析：选BD电磁波只有在真空中传播速度才是3108 m/s，故A错误；电磁场本身就是一种物质，可以不依赖物质传播。故B正确；变化的电场和变化的磁场是相互联系的，它们统称为电磁场，故C错误；光是一种电磁波。故D正确。10近年来，无线光通信技术(不需光纤，利用红外线在空间的定向传播来传递信
9、息的通信手段)在局域网、移动通信等多方面显示出巨大的应用前景。关于红外线和光通信，以下说法中正确的是()光通信就是将文字、数据、图像等信息转换成光信号从一地传向另一地的过程光纤通信中的光信号在光纤中传输，无线光通信的光信号在空气中传输红外线的频率比可见光的频率高红外光子的能量比可见光子的能量大ABCD解析：选A无线光通信技术是光信号在空气中直接传输，光纤通信中的光信号是在光纤中传输。不论哪种方式，传输的都是文字、数据和图像等信息。红外线的频率由电磁波谱可知比可见光的频率低，由爱因斯坦的光子论可知h，红外光子的能量比可见光的光子的能量小，故正确。11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食物链，在维持生态平衡方面发挥着重要作用。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 ，它发出的最强的热辐射的波长为min。根据热辐射理论，min与辐射源的绝对温度T的关系近似为Tmin2.90103 mK。则老鼠发出最强的热辐射的波长为()A7.8105 m B9.4106 mC1.16104 m D9.7108 m解析：选B由Tmin2.90103 mK可得，老鼠发出最强的热辐射的波长为min m m9.4106 m，B正确。第 7 页 共 7 页
