必威体育精装版版高考物理【一轮复习】精品讲义练习资料合集 (43).docxVIP

5能量量子化

[学习目标]1.了解热辐射和黑体的概念。2.初步了解微观世界的量子化特征，知道普朗克常量(难点)。3.了解原子的能级结构(重点)。

一、热辐射

1．热辐射

(1)定义：我们周围的一切物体都在辐射________。这种辐射与物体的________有关，所以叫作热辐射。

(2)特点：当温度升高时，热辐射中波长________的电磁波的成分越来越强。

2．黑体

定义：能够________吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体。

(2)特点

①黑体不反射电磁波，但可以向外________电磁波。

②黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的________有关。

说明黑体不一定是黑的，只有当自身辐射的可见光非常微弱时看上去才是黑的；有些可看成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。

例1下列关于热辐射和黑体辐射的说法不正确的是()

A．一切物体都在辐射电磁波

B．黑体实际上是不存在的，只是一种理想情况

C．黑体不向外辐射电磁波

D．一般物体辐射电磁波的强度与温度有关

热辐射特点

吸收、反射的特点

一般物体

辐射电磁波的情况与温度有关，与材料的种类、表面状况有关

既吸收又反射，其能力与材料的种类及入射波的波长等因素有关

黑体

辐射电磁波的强弱按波长的分布只与黑体的温度有关

完全吸收各种入射电磁波，不反射

针对训练1很多地方用红外线热像仪监测人的体温，只要被测者从仪器前走过，便可知道他的体温，关于其原理，下列说法正确的是()

A．人的体温会影响周围空气温度，仪器通过测量空气温度便可知道人的体温

B．仪器发出的红外线遇人反射，反射情况与被测者的温度有关

C．被测者会辐射红外线，辐射强度以及按波长的分布情况与温度有关，温度高时辐射强且较短波长的成分强

D．被测者会辐射红外线，辐射强度以及按波长的分布情况与温度有关，温度高时辐射强且较长波长的成分强

二、能量子

1．概念：振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值的________，这个最小的能量值ε叫能量子。

2．大小：ε＝________，其中h＝6.63×10－34J·s。

3．爱因斯坦光子说：光是由一个个不可分割的能量子组成，能量大小为________，光的能量子称为________。

说明能量的量子化：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。量子化的基本特征就是在某一范围内取值是不连续的。

例2(2023·黄冈中学高二月考)关于能量量子化，下列说法正确的是()

A．能量子假设最早是由爱因斯坦提出来的

B．微观粒子的能量是不连续的，只能是某一最小能量值的整数倍

C．电磁波的波长越长，其能量子越大

D．能量子假说与宏观世界中对能量的认识相矛盾，因而它一定是错误的观点

例3(2022·重庆巴蜀中学高二期中)可见光波长的大致范围是400～760nm，则该范围的电磁波辐射能量子ε最大值(已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s)()

A．4.97×10－21J B．2.62×10－19J

C．3.11eV D．1.63eV

三、能级

1．能级

原子的能量是量子化的，这些量子化的能量值叫作能级。

原子具有确定能量的稳定状态，称为定态。能量最低的状态叫作基态，其他的状态叫作激发态。

2．能级之间的跃迁

处于低能级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，处于高能级的原子是不稳定的，会自发地向能量较低的能级跃迁，放出光子。

拓展延伸(1)能级越低，原子越稳定。

(2)除受到高速运动的电子的撞击外，当吸收一定大小的光子的能量(等于跃迁前后的两能级之差)时，原子也能跃迁到高能级。

3．原子的发射光谱

(1)光谱特征

如图所示是氦原子的光谱，原子的发射光谱只有一些分立的亮线。

(2)光谱分立的原因

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，因为原子的能级是分立的，所以放出的光子的能量也是分立的。

例4一个氢原子从低能级跃迁到高能级，该氢原子()

A．吸收光子，吸收光子的能量等于两能级之差

B．吸收光子，能量减少

C．放出光子，能量增加

D．放出光子，放出光子的能量等于两能级之差

针对训练2(多选)下列说法正确的是()

A．原子的能量是连续的，原子的能量从某一能量值变为另一能量值，可以连续变化

B．原子从低能级向高能级跃迁时放出光子

C．原子从高能级向低能级跃迁时放出光子，且光子的能量等于前后两个能级之差

D．由于能级的存在，原子放出的光子的能量是分立的，所以原子的发射光谱只有一些分立的亮线