能量量子化

17．1 能量量子化

高二物理组韦瑜教材分析、学情分析

本节由黑体和黑体辐射、黑体辐射的实验规律和能量子三部分内容组成。对黑体辐射的研究及由此引发的“紫外灾难”是19世纪初物理学天空中的“第三朵乌云”，然而正是在拨开“第二朵乌云”的过程中，物理学终于迎来了量子物理的曙光。本节的重点是对黑体辐射能量在不同温度下与波长关系的研究，难点是如何让学生理解能量量子化假说。对这部分内容，教材是按物理学史的发展展开的，目的是使学生能从前辈大师的工作中体会科学探究的真实过程。

教学目标

（一）知识与技能

1．了解什么是热辐射及热辐射的特性，了解黑体与黑体辐射

2．了解黑体辐射的实验规律，了解黑体热辐射的强度与波长的关系

3．了解能量子的概念

（二）过程与方法

了解微观世界中的量子化现象。比较宏观物体和微观粒子的能量变化特点。体会量子论的建立深化了人们对于物质世界的认识。

（三）情感、态度与价值观

领略自然界的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲，乐于探究自然界的奥秘，能体验探索自然规律的艰辛与喜悦。

教学重点

能量子的概念

教学难点

黑体辐射的实验规律

教学方法

教师启发、引导，学生讨论、交流。

教学用具：

投影片，多媒体辅助教学设备

课时安排

1 课时

教学过程

（一）引入新课

教师：介绍能量量子化发现的背景：（多媒体投影，见课件。）

19世纪末页，牛顿定律在各个领域里都取得了很大的成功：在机械运动方面不用说，在分子物理方面，成功地解释了温度、压强、气体的内能。在电磁学方面，建立了一个能推断一切电磁现象的Maxwell方程。另外还找到了力、电、光、声----等都遵循的规律---能量转化与守恒定律。当时许多物理学家都沉醉于这些成绩和胜利之中。他们认为物理学已经发展到头了。

1900年，在英国皇家学会的新年庆祝会上，著名物理学家开尔文作了展望新世纪的发言：“科学的大厦已经基本完成，后辈的物理学家只要做一些零碎的修补工作就行了。”

也就是说：物理学已经没有什么新东西了，后一辈只要把做过的实验再做一做，在实验数据的小数点后面在加几位罢了！

但开尔文毕竟是一位重视现实和有眼力的科学家，就在上面提到的文章中他还讲到：

“但是，在物理学晴朗天空的远处，还有两朵令人不安的乌云，----”

这两朵乌云是指什么呢？

一朵与黑体辐射有关，另一朵与迈克尔逊实验有关。

然而，事隔不到一年（1900年底），就从第一朵乌云中降生了量子论，紧接着（1905年）从第二朵乌云中降生了相对论。经典物理学的大厦被彻底动摇，物理学发展到了一个更为辽阔的领域。正可谓“山重水复疑无路，柳暗花明又一村”。

点出课题：我们这节课就来体验物理学新纪元的到来――能量量子化的发现（二）进行新课

1．黑体与黑体辐射

教师：在了解什么是黑体与黑体辐射之前，请同学们先阅读教材，了解一下什么是热辐射。

学生：阅读教材关于热辐射的描述。

教师：通过课件展示，加深学生对热辐射的理解。并通过课件展示，使学生进一步了解热辐射的特点，为黑体概念的提出准备知识。

（1）热辐射现象

固体或液体，在任何温度下都在发射各种波长的电磁波，这种由于物体中的分子、原子受到激发而发射电磁波的现象称为热辐射。

所辐射电磁波的特征与温度有关。

例如：铁块 温度↑

从看不出发光到暗红到橙色到黄白色

从能量转化的角度来认识，是热能转化为电磁能的过程。

（2）黑体

教师：除了热辐射之外，物体表面还会吸收和反射外界射来的电

磁波。不同的物体吸收和反射电磁波的能力是不一样的。

概念：能全部吸收各种波长的电磁波而不发生反射的物体，称为

绝对黑体，简称黑体。

教师：课件展示黑体模型。

不透明的材料制成带小孔的的空腔，可近似看作黑体。如图所示。

研究黑体辐射的规律是了解一般物体热辐射性质的基础。

2．黑体辐射的实验规律

教师：引导学生阅读教材“黑体辐射的实验规律”，接合课件展示，讲解黑体辐射的实验规律。如图所示。

黑体热辐射的强度与波长的关系：随着温度的升高，一方面，各种波长的辐射强度都有增加，另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。

教师：提出问题，设置疑问。怎样解释黑体辐射的实验规律呢？

在新的理论诞生之前，人们很自然地要依据热力学和电磁学规律来解释。德国物理学家维恩和英国物理学家瑞利分别提出了辐射强度按波长分布的理论公式。结果导致理论与实验规律不符，甚至得出了非常荒谬的结论，当时被称为“紫外灾难”。

课件展示：瑞利--金斯线。见课件。

黑体模型 0 1 2 3 4 5 (μm) 1700K 1500K λ 1300K

1100K ),(0T e 实验结果

3．能量子：超越牛顿的发现

教师：利用已有的理论解释黑体辐射的规律，导致了荒谬的结果。必然会促使人们去发现新的理论。这就是能量子概念。

1900年，德国物理学家普朗克提出能量量子化假说：辐射黑体分子、原子的振动可看作谐振子，这些谐振子可以发射和吸收辐射能。但是这些谐振子只能处于某些分立的状态，在这些状态中，谐振子的能量并不象经典物理学所允许的可具有任意值。相应的能量是某一最小能量ε（称为能量子）的整数倍，即：ε， 1ε，2ε，3ε，... n ε，n 为正整数，称为量子数。

对于频率为ν的谐振子最小能量为

这个最小能量值，就叫做能量子

课件展示：普朗克的能量子假说和黑体辐射公式

（1）黑体辐射公式1900.10.19 普朗克在德国物理学会会议上提出一个黑体

辐射公式

普朗克后来又为这种与经典物理格格不入的观念深感不安，只是在经过十多

年的努力证明任何复归于经典物理的企图都以失败而告终之后，他才坚定地相信h 的引入确实反映了新理论的本质。

1918年普朗克荣获了诺贝尔物理学奖。

他的墓碑上只刻着他的姓名和 黑体辐射的研究卓有成效地展现在人们的眼前，紫外灾难的疑点找到了，为人类解决了一大难题。使热爱科学的人们又一次倍感欣慰，但真理与谬误之争就此平息了吗？

没有。

物理难题：1888年，霍瓦(Hallwachs)发现一个带负电的金属板被紫外光照射会放电。近10年以后，1897年，汤姆孙发现了电子 ，此时，人们认识到那ν

εh =1

π2)(/3

2-=kT h e c h T M νννs

J 1055.634??=-h 秒

焦??=-3410626.6h

就是从金属表面射出的电子，后来，这些电子被称作光电子(photoelectron)，相应的效应叫做光电效应。人们本着对光的完美理论（光的波动性、电磁理论）进行解释会出现什么结果？明天，我们就继续学习“科学的转折：光的粒子性”

（三）课堂小结

教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。

学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。

点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。

教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。

（四）作业：“问题与练习”1、2、3题

量子定义

1概念 2简介 3象简介量子 量子不是分子、原子、电子、质子这些粒子上的概念，任何物理量如果存在最小的不可分割的单位，那么这样的物理量就是量子化的，它的最小单位就叫量子。 在传统力学里面我们的物理量都是连续的，以能量为例，我们可以要1焦耳的能量，可以要0.1焦耳的能量，可以要0.000001焦耳的能量，而且只要我们高兴，似乎我们可以要无穷小的能量(只要科技手段足够发达)。但是量子力学告诉我们，你想要无穷小的能量是不可能的，因为能量是量子化的，它有一个最小不可分的能量单位，你小到这里就不能再小了，所有的能量都是这个最小能量的整数倍。 量子力学是研究物质世界微观粒子运动规律的物理学分支，主要研究原子、分子、凝聚态物质，以及原子核和基本粒子的结构、性质的基础理论它与相对论一起构成现代物理学的理论基础。量子力学不仅是现代物理学的基础理论之一，而且在化学等学科和许多近代技术中得到广泛应用。 19世纪末，人们发现旧有的经典理论无法解释微观系统，于是经由物理学家的努力，在20世纪初创立量子力学，解释了这些现象。量子力学从根本上改变人类对物质结构及其相互作用的理解。除了广义相对论描写的引力以外，迄今所有基本相互作用均可以在量子力学的框架内描述(量子场论)。 两个粒子互相纠缠，即使相距遥远距离，一个粒子的行为将会影响另一个的状态。当其中一颗被操作(例如量子测量)而状态发生变化，另一颗也会即刻发生相应的状态变化。这个现象就是量子纠 缠。

4 介 量子通信有两个方向。第一个是量子加密通信(量子密钥)，另外一个是超光速信息传输。 量子加密通信，本身仍然符合相对论要求，信息的传输在光速限制以内。它的核心是利用不确定原理的推论量子不可克隆定理，制造量子纠缠态的密钥供通信双方共享，一旦窃听者试图测量密钥，纠缠态破坏，通信双方立刻知道被窃听，该段密钥被放弃，只有绝对安全的密钥予以保留。 超光速信息传输，从量子纠缠的角度看，通信的两端，对于传递的信息本身，无法超光速传输，即便接收到信息，编码也需要常规途径传送过来，信息内容传播仍然在光速限制以内。

能量量子化

17．1 能量量子化 高二物理组韦瑜教材分析、学情分析 本节由黑体和黑体辐射、黑体辐射的实验规律和能量子三部分内容组成。对黑体辐射的研究及由此引发的“紫外灾难”是19世纪初物理学天空中的“第三朵乌云”，然而正是在拨开“第二朵乌云”的过程中，物理学终于迎来了量子物理的曙光。本节的重点是对黑体辐射能量在不同温度下与波长关系的研究，难点是如何让学生理解能量量子化假说。对这部分内容，教材是按物理学史的发展展开的，目的是使学生能从前辈大师的工作中体会科学探究的真实过程。 教学目标 （一）知识与技能 1．了解什么是热辐射及热辐射的特性，了解黑体与黑体辐射 2．了解黑体辐射的实验规律，了解黑体热辐射的强度与波长的关系 3．了解能量子的概念 （二）过程与方法 了解微观世界中的量子化现象。比较宏观物体和微观粒子的能量变化特点。体会量子论的建立深化了人们对于物质世界的认识。 （三）情感、态度与价值观 领略自然界的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲，乐于探究自然界的奥秘，能体验探索自然规律的艰辛与喜悦。 教学重点 能量子的概念 教学难点 黑体辐射的实验规律 教学方法 教师启发、引导，学生讨论、交流。 教学用具： 投影片，多媒体辅助教学设备 课时安排 1 课时

教学过程 （一）引入新课 教师：介绍能量量子化发现的背景：（多媒体投影，见课件。） 19世纪末页，牛顿定律在各个领域里都取得了很大的成功：在机械运动方面不用说，在分子物理方面，成功地解释了温度、压强、气体的内能。在电磁学方面，建立了一个能推断一切电磁现象的Maxwell方程。另外还找到了力、电、光、声----等都遵循的规律---能量转化与守恒定律。当时许多物理学家都沉醉于这些成绩和胜利之中。他们认为物理学已经发展到头了。 1900年，在英国皇家学会的新年庆祝会上，著名物理学家开尔文作了展望新世纪的发言：“科学的大厦已经基本完成，后辈的物理学家只要做一些零碎的修补工作就行了。” 也就是说：物理学已经没有什么新东西了，后一辈只要把做过的实验再做一做，在实验数据的小数点后面在加几位罢了！ 但开尔文毕竟是一位重视现实和有眼力的科学家，就在上面提到的文章中他还讲到： “但是，在物理学晴朗天空的远处，还有两朵令人不安的乌云，----” 这两朵乌云是指什么呢？ 一朵与黑体辐射有关，另一朵与迈克尔逊实验有关。 然而，事隔不到一年（1900年底），就从第一朵乌云中降生了量子论，紧接着（1905年）从第二朵乌云中降生了相对论。经典物理学的大厦被彻底动摇，物理学发展到了一个更为辽阔的领域。正可谓“山重水复疑无路，柳暗花明又一村”。 点出课题：我们这节课就来体验物理学新纪元的到来――能量量子化的发现（二）进行新课 1．黑体与黑体辐射 教师：在了解什么是黑体与黑体辐射之前，请同学们先阅读教材，了解一下什么是热辐射。 学生：阅读教材关于热辐射的描述。 教师：通过课件展示，加深学生对热辐射的理解。并通过课件展示，使学生进一步了解热辐射的特点，为黑体概念的提出准备知识。 （1）热辐射现象

第1节 能量量子化

第1节能量量子化 第2节光的粒子性 [随堂巩固] 1．(对黑体辐射规律的理解)(多选)以下关于辐射强度与波长的关系的说法中正确的是A．物体在某一温度下只能辐射某一固定波长的电磁波 B．当铁块呈现黑色时，说明它的温度不太高 C．当铁块的温度较高时会呈现赤红色，说明此时辐射的电磁波中该颜色的光强度最强D．早、晚时分太阳呈现红色，而中午时分呈现白色，说明中午时分太阳温度最高 解析由辐射强度随波长变化关系图知：随着温度的升高各种波长的波的辐射强度都增加，而热辐射不是仅辐射一种波长的电磁波，故B、C项正确。 答案BC 2．(能量子的理解及ε＝hν的应用)(多选)关于普朗克“能量量子化”的假设，下列说法正确的是 A．认为带电微粒辐射或吸收能量时，是一份一份的 B．认为能量值是连续的 C．认为微观粒子的能量是量子化的、连续的 D．认为微观粒子的能量是分立的 解析普朗克的理论认为带电微粒辐射或吸收能量时，是一份一份的，微观粒子的能量是量子化的，是分立的，故A、D正确。 答案AD

3．(光电效应现象)在用如图17－1－8所示装置做光电效应实验中，当紫外线照射锌板时，发现原本闭合的验电器指针发生了明显的偏转，则此时 图17－1－8 A．验电器的金属球不带电 B．验电器的金属指针带正电 C．锌板被紫外线照射到的一面带负电 D．锌板未被紫外线照射到的一面带负电 解析用弧光灯发出的紫外线照射锌板，锌板失去电子带正电，验电器与锌板相连，则验电器的金属球和金属指针带正电，故B正确，A、C、D错误。 答案 B 4．(光电效应规律)关于光电效应，下列说法正确的是 A．当入射光的频率低于截止频率时，不能发生光电效应 B．只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应 C．光电效应现象中存在极限频率，导致含有光电管的电路存在饱和电流 D．入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多 解析光电效应的条件是入射光的频率大于金属的截止频率，与入射光的强度无关，饱和电流的大小与极限频率无关，与入射光的强度有关；入射光的光强一定时，频率越高，光子的能量值越大，入射光中的光子的数目越少，单位时间内逸出的光电子数就越少。 答案 A 5．(光电效应方程的理解与应用)(多选)在做光电效应的实验时，某金属被光照射发生了光电效应，实验测得光电子的最大初动能E k与入射光的频率ν的关系如图17－1－9所示，

17.1能量量子化习题

能量量子化习题 [目标定位] 1.知道热辐射、黑体和黑体辐射的概念，知道黑体辐射的实验规律.2.知道普朗克提出的能量子假说． 一、黑体与黑体辐射 1．热辐射 (1)定义：周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体温度有关，所以叫热辐射． (2)特点：热辐射强度按波长的分布情况随物体的温度不同而有所不同． 2．黑体 (1)定义：某种物体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，这种物体就是绝对黑体，简称黑体． (2)黑体辐射特点：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． 想一想在火炉旁边有什么感觉投入炉中的铁块颜色怎样变化说明了什么问题 答案在火炉旁会感到热，这是由于火炉不断地向外辐射能量．投入炉中的铁块依次呈现暗红、赤红、橘红等颜色，直至成为黄白色，这表明同一物体热辐射的强度与温度有关． 二、黑体辐射的实验规律 1．随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加． 2．随着温度的升高，辐射强度的极大值向着波长较短的方向移动． 想一想你认为现实生活中存在理想的黑体吗 答案现实生活中不存在理想的黑体，实际的物体都能辐射红外线(电磁波)，也都能吸收和反射红外线(电磁波)，绝对黑体不存在，是理想化的模型． 三、能量子 1．定义：普朗克认为，带电微粒辐射或吸收能量时，只能是辐射或吸收某个最小能量值的整数倍，这个不可再分的最小能量值叫做能量子． 2．大小：＝hν，其中ν是电磁波的频率，h是普朗克常量，数值h＝×10－34__J·s(一般h取×10－34 J·s)．

一、对黑体辐射规律的理解 1．一般材料的物体，辐射的电磁波除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关． 2．黑体是指只吸收而不反射外界射来的电磁波的物体，由于黑体只进行热辐射，所以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． 3．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有增加；另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动．如图17－1－1所示． 图17－1－1 例1 图17－1－2 在实验室或工厂的高温炉子上开一小孔，小孔可看作黑体，由小孔的热辐射特性，就可以确定炉内的温度．如图17－1－2所示，就是黑体的辐射强度与其辐射光波长的关系图象，则下列说法正确的是() A．T1>T2 B．T1

量子能量水

量子水是高能量健康饮用水的别称，是完全符合世界卫生组织标准的健康饮用水。在全球健康饮用水严重不足，仅有0.009%的居民能喝到真正天然健康水的今天，通过量子水处理技术获得的健康量子水已经成为人们优化体质，增加免疫力，延长寿命所必须的健康水。 定义：量子水是含有活性正能量的健康饮用水，也可称为高能量健康水，量子水必须具备七个基础条件：1、安全卫生；2、水硬度在30－200间；3、含有矿物质；4、弱碱性；5、含氧高；6、小分子团；7、具营养生理功能。 参数： 性状：无色、无味的液体 沸点：90-95℃（海拔为0m，气压为一个标准大气压时）。 凝固点：- 7 0℃ 化学式：H?O 结构式：H—O—H（两氢氧间夹角104.5°）。 软硬度：30－200间 矿物质：富含活性矿物质 酸碱度：PH值呈弱碱性7.45－8 分子团：超小分子团，一般为三个水分子 特性： 一、量子水完全符合世界卫生组织健康水标准： 1.安全卫生：不含任何对人体有毒有害及有异味的物质。 2.软硬适中：水的硬度介于30－200（以碳酸钙计）之间。 3.活化矿物质：人体所需的矿物质含量适中，且小分子易吸收。 4.弱碱性：PH值呈弱碱性7.45－8。 5.含氧高：水中溶解氧不低于每升7毫升及二氧化碳适度。 6.小分子团：仅由三个水分子组成，半幅宽小于100赫兹，且充满活力。 7.营养生理功能：具有溶解力、渗透力、扩散力、代谢力、乳化力、洗净力等。 二、量子水水十大独有功能 1，活化水呼吸，增加水活性，渗透力更强； 2，微量元素激活，增加水的营养性； 3，重金属惰化，分离净化，更纯净；

4，抗氧化，增强人体抗病能力； 5，抗酸化，净化体液环境； 6，抗糖化，有效缓解糖尿病； 7，溶脂，减少脂肪堆积及血液粘稠； 8，降解农药、毒素残留，清理体内毒素垃圾； 9、解除烟毒酒毒，减少烟酒伤害； 10、除去水中氯残留，水质更健康。 对人体的作用 1、量子水能够运载营养进入体内，补充人体所需营养素。 2、量子水分子量极小，能够进入任何细胞，帮助排除身体垃圾。 3、量子水能够承载大量健康能量和信息，促进身体新陈代谢。 4、量子水能够贮存大量健康能量和信息，持续作用于身体，改变体质。 喝量子水对健康的改变 1、提升细胞水分和营养，提高免疫力，预防疾病 2、促进肠细胞活力，加速蠕动，消除宿便，告别便秘 3、促进药吸收和药残渣排出，减少药物服用量，消除继发性失效 4、消除烟毒酒毒对肝肺造成的伤害，减少宿醉、咳嗽 5、促进孩子智力、体力发育，让孩子长得快、身体好，越变越聪明 6、使女性肌肤莹润，内用外用相结合，焕发青春光彩 7、健康长寿，好水让体质变好，长期饮用量子水可以延长寿命10—20年 如何获得量子水 毋庸置疑，找们都想喝对身体有益的量子水。但是，哪里去找真正的量子水呢？大致有以下三个途径： 1、大山深处无人区的泉水 火山深处处于原始状态，水生态环境未受到污染，冰川上的雪水、天上落下来的雨水、植被根系渗出的水被太阳、磁场和大地“量子化”后，变成了量子水。这些泉水几乎不需任何处理便可饮用，且甘甜可口，回味悠长。 2、良好自然环境和水生态地区的地下水 良好自然环境和水生态就是自然环境没有受到任何污染，水的循环、流转天然有序的状态。地表未经污染的雨水、雪水等一方面直接渗入地下，在渗透过程中，土壤、岩石在过滤净化的同时，其中的矿物质溶解于水中；另一方面，水源通过植被净化、利

1能量量子化

1 能量量子化：物理学的新纪元 ★新课标要求 （一）知识与技能 1．了解什么是热辐射及热辐射的特性，了解黑体与黑体辐射 2．了解黑体辐射的实验规律，了解黑体热辐射的强度与波长的关系 3．了解能量子的概念 （二）过程与方法 了解微观世界中的量子化现象。比较宏观物体和微观粒子的能量变化特点。体会量子论的建立深化了人们对于物质世界的认识。 （三）情感、态度与价值观 领略自然界的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲，乐于探究自然界的奥秘，能体验探索自然规律的艰辛与喜悦。 ★教学重点 能量子的概念 ★教学难点 黑体辐射的实验规律 ★教学方法 教师启发、引导，学生讨论、交流。 ★教学用具： 投影片，多媒体辅助教学设备 ★课时安排 1 课时 ★教学过程 （一）引入新课 教师：介绍能量量子化发现的背景：（多媒体投影，见课件。） 19世纪末页，牛顿定律在各个领域里都取得了很大的成功：在机械运动方面不用说，在分子物理方面，成功地解释了温度、压强、气体的内能。在电磁学方面，建立了一个能推断一切电磁现象的Maxwell方程。另外还找到了力、电、光、声----等都遵循的规律---能量转化与守恒定律。当时许多物理学家都沉醉于这些成绩和胜利之中。他们认为物理学已经发展到头了。 1900年，在英国皇家学会的新年庆祝会上，著名物理学家开尔文作了展望新世纪的发言：“科学的大厦已经基本完成，后辈的物理学家只要做一些零碎的修补工作就行了。” 也就是说：物理学已经没有什么新东西了，后一辈只要把做过的实验再做一做，在实验

数据的小数点后面在加几位罢了！ 但开尔文毕竟是一位重视现实和有眼力的科学家，就在上面提到的文章中他还讲到：“但是，在物理学晴朗天空的远处，还有两朵令人不安的乌云，----” 这两朵乌云是指什么呢？ 一朵与黑体辐射有关，另一朵与迈克尔逊实验有关。 然而，事隔不到一年（1900年底），就从第一朵乌云中降生了量子论，紧接着（1905年）从第二朵乌云中降生了相对论。经典物理学的大厦被彻底动摇，物理学发展到了一个更为辽阔的领域。正可谓“山重水复疑无路，柳暗花明又一村”。 点出课题：我们这节课就来体验物理学新纪元的到来――能量量子化的发现 （二）进行新课 1．黑体与黑体辐射 教师：在了解什么是黑体与黑体辐射之前，请同学们先阅读教材，了解一下什么是热辐射。 学生：阅读教材关于热辐射的描述。 教师：通过课件展示，加深学生对热辐射的理解。并通过课件展示，使学生进一步了解热辐射的特点，为黑体概念的提出准备知识。 （1）热辐射现象 固体或液体，在任何温度下都在发射各种波长的电磁波，这种由于物体中的分子、原子受到激发而发射电磁波的现象称为热辐射。 所辐射电磁波的特征与温度有关。 例如：铁块温度↑ 从看不出发光到暗红到橙色到黄白色 从能量转化的角度来认识，是热能转化为电磁能的过程。 （2）黑体 教师：除了热辐射之外，物体表面还会吸收和反射外界射来的电磁波。不同的物体吸收和反射电磁波的能力是不一样的。 概念：能全部吸收各种波长的电磁波而不发生反射的物体，称为绝对黑体，简称黑体。 教师：课件展示黑体模型。 不透明的材料制成带小孔的的空腔，可近似看作黑体。如图所示。 研究黑体辐射的规律是了解一般物体热辐射性质的基础。 2．黑体辐射的实验规律 教师：引导学生阅读教材“黑体辐射的实验规律” ，接合课件展示，讲解黑体辐射的实 黑体模型

一维无限量子深势阱能量

一维无限量子深势阱能量 学院：理学院 专业：应用物理学一班 姓名：黄凯 学号：10510111

一、摘要 本文主要从推导出量子阱一维空间中粒子的能量公式入手，介绍量子阱的基本理论，通过建立理想模型，利用一些基础知识从理论上推导出一维无限深势阱中势能与阱宽的关系，从而绘出能量与量子阱宽度的关系曲线。更直观的了解了势能随阱宽变化的变化趋势。 关键词： 量子阱 模型 势能 二、引言 量子阱是由两种不同的半导体材料相间排列形成宽度为d 的两个无限高势垒壁的具有明显量子限制效应的电子或空穴的势阱。最基本特征是，由于量子阱宽度(只有当阱宽尺度足够小时才能形成量子阱)的限制，导致载流子波函数在一维方向上的局域化。并在一维势力场作用下运动着，这个抽象出来的计算模型，称为一维无限深方形势阱，本文将建立理想模型，通过理论推导结合计算机模拟绘出E —a 曲线，更直观的了解了势能与阱宽的关系。 三、理论公式推导 设想在一维空间中运动的粒子是最简单的量子力学体系，这一体系施加给粒子的势能如下： ∞ )(x v ∞ 0)(=x u 0)(=x u 由定态薛定谔方程式Eu vu u m h =+?-2 22，粒子在势阱内的方程为：x d

0)(8)(2 222=+x u h mE dx x u d π （1） 式中：m 为粒子的质量，E 为粒子的总能量。 若令2 28h mE k π= （2） 则粒子在势阱内的方程可改写为： 0)() (22 2=+x u k dx x u d （3） （3）式的通解为kx B kx A x u cos sin )(+=。式中，A,B 为两个积分常数，可根据波函数的边界条件求出。据边界条件，0=x 时，0)0(=u ，由上式可知B=0，于是： kx A x u sin )(= （4） 又根据边界条件0=x 时，0)0(=u ,式（4）可写为： 0sin )(==kd A d u 一般来说，A 不能为零（否则)(x u 为零解，无意义），故必有0sin =kd ，即πn kd = 或d n k π= 1=n ，2, 3，…；将上式与（2）比较，可得在一维势阱中运动的粒子的能量值为： 2 2 2 8md h n E = 即2 2 22 2md n E π= 式中，n 是量子数，表明粒子的能量只能取不连续的离散的值。 四、数值模拟

IQ智能量子能量产品市场计划书精编

IQS智能量子能量产品市场计划书 一、产品概述 源自美国IQS智能量子公司的最新高科技产品—IQS量子能量饰品，将时尚与保健完美结合。美国智能量子方程式（IQS）有限责任公司位于亚力桑那州凤凰城，是专业化研发、生产智能量子产品的高科技企业。目前，美国智能量子方程式有限责任公司生产的IQS量子能量产品已作为增强健康、提高体能，调节人体平 衡的高科技健康产品，装备到美国的军队，警察等国家机构。2007年，美国IQS 智能量子产品通过国家兴奋剂及运动营养测试研究中心的兴奋剂检测、中国计量科学研究院的放射性检测，成为对提高人体综合体能的高科技健康产品。IQS公司摒弃食品保健、磁疗、钛金属疗法等传统方法，独辟蹊径，通过生物活性物质调节人体量子场来促进人体健康，超越了以往的磁疗等保健方式。当人们使用IQS智能量子产品时，具有与人体细胞共振频率相同的量子场能立即影响并矫正混乱的人体量子频率，使人体能量场达到平衡有序的健康状态，包括细胞传导的生物电活动得到平衡，以提高和平衡人体的体能，起到调节亚健康，增强人体免疫力，以及“非药物治疗”的作用。 （一）产品的市场概述 20世纪90年代以来，全球居民的健康消费逐年攀升，对健康保健品的需求十分旺盛。在按国际标准划分的15类国际化产业中，医药保健是世界贸易增长最快的五个行业之一，保健品的销售额每年以13%的速度增长。保健品产业之所以蓬勃发展，主要原因是人民生活水平明显提高；其次，人民生活方式的改变，是保健品产业发展的重要契机；多层次的社会生活需要，为保健品产业的发展提供了广阔空间；未来发展将呈现消费者群体多元化、保健品销售模式专营化、宣传模式推陈出新以及保健品成日常消费四大趋势。保健品在治疗一些慢性病，养生保健方面都有自身独特的优势，另一方面也是由于近年来受到一连串如SARS、甲流等传染病爆发的影响，人们为了抵御免疫力的下降开始加大了保健品的使用，同时，随着观念的变化，人们对生命健康、养生保健方面的需求不断加大，这些都促进了保健品行业近年来的飞速发展。目前全球有70%的成人处于亚健康状态，这为保健产品提供了很大的商业空间，保健产品的质量、功效、品牌、服务则是市场制胜法宝。而美国智能量子方程式（IQS）公司的技术专家运用生命科学理论，采用生物活性处理技术产生能量，再将能量通过声、光、电、磁等一系列信息技术注入到量子能量产品中，可以把不同频率的能量输入到金属、乳液、水中的高科技能量传输技术。美国IQS公司始建于1984年，一直致力于人类健康事业，至今已有4000万美国民众受益于IQS产品，口碑相传，好评如潮近年来IQS 产品已成为欧。美保健品市场的佼佼者，在非口服保健品类中一枝独秀。 （二）产品的独特优势 1、IQS产品可以改善睡眠、缓解疼痛、改善亚健康状态，降低各种疾病的发生

能量量子化(答案)

能量量子化 【学习目标] 】 1.了解黑体辐射的实验规律. 2.了解能量子的概念及其提出的科学过程. 3.了解宏观物体和微观粒子的能量变化特点． 【自主学习】 一、黑体与黑体辐射 思考： 1．我们周围的物体都在进行热辐射．为什么我们只能观察到部分物体的热辐射？答：不同物体辐射的电磁波的波长不同，波长较长的电磁波不能引起人的视觉，波长在某范围内的电磁波才能引起人的视觉． 2．研究热辐射的规律时，为什么人们特别注意黑体辐射？ 答：一般材料的物体，辐射电磁波的情况与温度和材料的种类及表面状况有关，而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． 知识点： 1．热辐射：我们周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关，所以叫热辐射． 2．黑体：如果某种物体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，这种物体就是绝对黑体，简称黑体． 3．物体辐射出的电磁波与物体的温度有关．室温下辐射的电磁波的波长较长，不能引起人的视觉，随着温度的升高，热辐射中较短波长的成分越来越强．因此辐射强度按波长的分布情况随物体的温度有所不同． 4．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． 二、黑体辐射的实验规律 1．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有增加；另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动．如图所示．

2．对黑体辐射的解释：维恩公式在短波区与实验非常接近，在长波区则与实验偏离很大；瑞利公式在长波区与实验基本一致，但在短波区与实验严重不符．由于波长很小的辐射处在紫外线波段，故而由理论得出的这种荒谬结果被认为是物理学理论的灾难，当时称为“紫外灾难”． 跟踪练习1关于对黑体的认识，下列说法正确的是(C) A．黑体只吸收电磁波，不反射电磁波，看上去是黑的 B．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关 C．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，与材料的种类及表面状况无关 D．如果在一个空腔壁上开一个很小的孔，射入小孔的电磁波在空腔内表面经多次反射和吸收，最终不能从小孔射出，这个空腔就成了一个黑体 解析黑体自身辐射电磁波，不一定是黑的，故选项A错误；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，故选项B错误，选项C正确；小孔只吸收电磁波，不反射电磁波，因此是小孔成了一个黑体，而不是空腔，故选项D错误．答案 C 跟踪练习2在实验室或工厂的高温炉子上开一小孔，小孔可看作黑体，由小孔的热辐射特性，就可以确定炉内的温度．如图所示，就是黑体的辐射强度与其辐射光波长的关系图象．则下列说法正确的是(A)

量子物理学的世界真相：一切都是能量

量子物理学的世界真相：一切都是能量 整理编辑虽然相关的主题一再地被重复写成文章，还是无法强调出它的重要性。量子物理学世界是个透露出一个“这个世界并不是如既有知识所了解的结构”这种真相的怪异主题。我们所认识的物理实体世界，其实一点也不物理、一点也不实体，事实上，跟物理、实体根本差很远。这个理论一再地被多位诺贝尔(从世界各地的多位科学家中脱颖而出)得奖的物理学家证明过，其中一位是Niels Bohr，丹麦物理学家，在帮助人们瞭解原子结构与量子理论这方面有很大的贡献。Niels Bohr说：“如果量子力学没有吓到你，那表示你还没搞懂它。每一个我们称为“真实”的东西，都是由不真实的东西组成的。”十九世纪初，物理学家开始探索能量与物质结构之间的关系。在此过程中，科学知识的核心牛顿宇宙物质理论(Newtonian material universe)开始崩塌，人们开始了解物质只是虚无的，一切都只是幻觉。科学家们开始认识到宇宙中的所有东西都是由能量构成。“尽管量子理论有无与伦比的成功经验，它所提出对自然的真实定义可能还是会被认为过于随便、让人无法理解甚至是令人愤怒。”(撷自Discover2001年第22期37~43页，T.

Folger的“Quantum Shmantum”)量子物理学家发现物理原子是由能量漩涡(不停地旋转、振动)组成，每一个漩涡都放射出自己独特的能量样式。因此，如果我们真的想要观察、瞭解自己究竟是什么，答案是我们是由能量与振动组成，并放射出个人特有的能量样式(这是真的，而量子物理也一再地向我们证明这件事)。我们本身的存在比我们所知道的还多，该是时候正视自己了。如果用显微镜观察原子的组成，可以看到一个很小、无形的、像龙卷风的涡流，以及一些无限小的能量漩涡，称为夸克与光子，是组成原子的成分。当再进一步接近观察原子结构的时候，却看不到东西，你会看到一个物理空间。原子没有实体的物理结构，我们看不到实体结构，实体的东西其实没有实体结构!原子是由无形的能量组成，而不是由有形的东西组成。约翰霍普金斯大学物理与天文教授Richard Conn Henry说：“不要再反抗，接受这个不容争辩的结论。宇宙不是物质的而是心智与心灵的”(内容取自精神宇宙>)。这真是个难题，不是吗?我们的经验告诉我们，我们是由物理实体所组成的，我们的世界是个独立的存在。这个新发现指出“宇宙并不如牛顿物理学所说是由实体物质组装起来的，而是起源于(爱因斯坦、Max Planck、Werner Heisenberg以及其他人研究的)非物质能量波之间的缠绕组合。”意识在量子力学中扮演的角色到底“我

IQB 神奇的能量币

IQB，神奇的能量币，新一代的健康理疗产品 （天津荣康科技发展有限公司出品） IQB小，功效大，先进的科学疗法相结合 IQB将量子医学，生物磁疗共振法与中医穴位疗法相结合，对人体进行快速、安全、自然、温和的理疗，改善人体微循环，促进新陈代谢，逆转衰老。对人体没有任何的伤害。 量子能与健康 量子是一种有非连续运动能量波的微粒子，具有两大特性，即“微粒子特性”和“高频能量波特性”。 微粒子特性：量子是研究微观世界粒子的运行及轨道的一门科学；高频能量波特性：量子能产生每秒高达上亿次的振动，形成高频能量波。可以与人体细胞的磁场能量波形成共振和传导，像超声波洁牙一样，振荡剥离细胞的毒垢；另一方面纠正磁场波动混乱的细胞，并且修复受损细胞，补充细胞能量，提高人体养生力。

由于量子的共振特性，通过量子能量与人体产生共振就可以达到治疗、保健的效果。量子医学治疗时，不针对于局部，而是针对于整体。有的人可能是因为心脑血管疾病进行治疗，可是最后发现，前列腺疾病、糖尿病、妇科病等各种疾病有了全面的好转甚至是痊愈。 量子医学所采用的顺势疗法与传统医学有着十分显著的差异，它是通过采用量子能量波激发人体自愈系统以及机体的自我修复功能，达到快速、安全、自然、温和的根治疾病、逆转衰老。所以它对人体没有任何的伤害。 磁能与健康 科学家经过实验和观察发现，磁场效应有益健康。所谓磁场效应就是磁场作用于人体后引起的生物效应。归纳起来有以下几个方面： 1.促进细胞代谢，活化细胞，从而加速细胞内废物和有害物质排泄。 2.平衡内分泌系统。 3.促进血液循环，改善微循环状态。 4.促进炎症消退，消除炎症肿胀和疼痛。 5.双向调节血压，尤其能使高血压降低。 6.提高红细胞的携氧能力，降低血液粘度。 7.增强和改善人体免疫功能，提高人体对疾病的抵抗能力。 8.有抗衰老作用，清除体内积存的自由基。 9.改善血脂代谢，有降低胆固醇作用。 10.消除疲劳、促进体力恢复。 11.镇静作用，消除失眠和神经紧张。 IQB的主要保健功效： 1、经常佩戴IQB改善身体虚弱、走路不稳现象，增强四肢力量、增强心肺功能； 2、经常佩戴IQB改善身体平衡、防止晕船、晕车、晕机； 3、经常佩戴IQB改善大脑供血，保持清晰头脑，放松身心、提高睡眠质量； 4、经常佩戴IQB缓解肌肉及关节疼痛，解除运动、劳动、工作、学习后的疲劳； 5、经常佩戴IQB减少电磁辐射对人体的影响，减轻各种辐射影响； 6、经常佩戴IQB币减轻酒后不适反应，减轻烟酒等对人体的危害；

17.1 能量量子化

第一节能量量子化 教学目标： （一）知识与技能 1、了解什么是热辐射及热辐射的特性，了解黑体与黑体辐射。 2、了解黑体辐射的实验规律，了解黑体热辐射的强度与波长的关系。 3、了解能量子的概念。 （二）过程与方法 了解微观世界中的量子化现象。比较宏观物体和微观粒子的能量变化特点。体会量子论的建立深化了人们对于物质世界的认识。 （三）情感、态度与价值观 领略自然界的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲，乐于探究自然界的奥秘，能体验探索自然规律的艰辛与喜悦。 教学重点： 能量子的概念。 教学难点： 黑体辐射的实验规律。 教学方法： 教师启发、引导，学生讨论、交流。 教学用具： 投影片，多媒体辅助教学设备 教学过程： （一）引入新课 教师：介绍能量量子化发现的背景： 19世纪末页，牛顿定律在各个领域里都取得了很大的成功：在机械运动方面不用说，在分子物理方面，成功地解释了温度、压强、气体的内能。在电磁学方面，建立了一个能推断一切电磁现象的麦克斯韦方程。另外还找到了力、电、光、声----等都遵循的规律---能量转化与守恒定律。当时许多物理学家都沉醉于这些成绩和胜利之中。他们认为物理学已经发展到头了。 1900年，在英国皇家学会的新年庆祝会上，著名物理学家开尔文作了展望

新世纪的发言：“科学的大厦已经基本完成，后辈的物理学家只要做一些零碎的修补工作就行了。” 也就是说：物理学已经没有什么新东西了，后一辈只要把做过的实验再做一做，在实验数据的小数点后面在加几位罢了！ 但开尔文毕竟是一位重视现实和有眼力的科学家，就在上面提到的文章中他还讲到： “但是，在物理学晴朗天空的远处，还有两朵令人不安的乌云，----” 这两朵乌云是指什么呢？ 一朵与黑体辐射有关，另一朵与迈克尔逊实验有关。 然而，事隔不到一年（1900年底），就从第一朵乌云中降生了量子论，紧接着（1905年）从第二朵乌云中降生了相对论。经典物理学的大厦被彻底动摇，物理学发展到了一个更为辽阔的领域。正可谓“山重水复疑无路，柳暗花明又一村”。 点出课题：我们这节课就来体验物理学新纪元的到来――能量量子化的发现（二）新课教学 1、黑体与黑体辐射 教师：在了解什么是黑体与黑体辐射之前，请同学们先阅读教材，了解一下什么是热辐射。 学生活动：阅读教材关于热辐射的描述。 教师：通过课件展示，加深学生对热辐射的理解。并通过课件展示，使学生进一步了解热辐射的特点，为黑体概念的提出准备知识。 （1）热辐射现象 固体或液体，在任何温度下都在发射各种波长的电磁波，这种由于物体中的分子、原子受到激发而发射电磁波的现象称为热辐射。所辐射电磁波的特征与温度有关。 例如：铁块温度升高过程 从看不出发光到暗红到橙色到黄白色 从能量转化的角度来认识，是热能转化为电磁能的过程。 （2）黑体

17.1 能量量子化：物理学的新纪元

17．1 能量量子化：物理学的新纪元 （一）知识与技能 1．了解什么是热辐射及热辐射的特性，了解黑体与黑体辐射 2．了解黑体辐射的实验规律，了解黑体热辐射的强度与波长的关系 3．了解能量子的概念 （二）过程与方法 了解微观世界中的量子化现象。比较宏观物体和微观粒子的能量变化特点。体会量子论的建立深化了人们对于物质世界的认识。 （三）情感、态度与价值观 领略自然界的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲，乐于探究自然界的奥秘，能体验探索自然规律的艰辛与喜悦。 ★教学重点 能量子的概念 ★教学难点 黑体辐射的实验规律 ★教学方法 教师启发、引导，学生讨论、交流。 ★教学用具： 投影片，多媒体辅助教学设备 ★课时安排 1 课时 ★教学过程 （一）引入新课 教师：介绍能量量子化发现的背景：（多媒体投影，见课件。） 19世纪末页，牛顿定律在各个领域里都取得了很大的成功：在机械运动方面不用说，在分子物理方面，成功地解释了温度、压强、气体的内能。在电磁学方面，建立了一个能推断一切电磁现象的Maxwell方程。另外还找到了力、电、光、声----等都遵循的规律---能量转化与守恒定律。当时许多物理学家都沉醉于这些成绩和胜利之中。他们认为物理学已经发展到头了。 1900年，在英国皇家学会的新年庆祝会上，著名物理学家开尔文作了展望新世纪的发言：“科学的大厦已经基本完成，后辈的物理学家只要做一些零碎的修补工作就行了。” 也就是说：物理学已经没有什么新东西了，后一辈只要把做过的实验再做一做，在实验数据的小数点后面在加几位罢了！ 但开尔文毕竟是一位重视现实和有眼力的科学家，就在上面提到的文章中他还讲到：

能量量子化教案

17.1能量量子化 【自主预习】 1.我们周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的 ________有关，所以叫做热辐射。 2．如果某种物体能够________入射的各种波长的电磁波而不发生 ________，这种物体就是绝对黑体，简称黑体。黑体辐射电磁波的强 度按波长的分布只与黑体的________有关。 3．普朗克假说：振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值 ε的________。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________地辐射或吸收的。这个不可再分的最小能量值ε叫 做________，ε＝________，ν是电磁波的频率，h是一个常量，后 被称为普朗克常量。其值为h＝________ J·s。 4.黑体与黑体辐射 (1)热辐射 ①定义：我们周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体 的温度有关，所以叫热辐射。 ②热辐射的特点 物体在任何温度下都会发射电磁波，热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越来越强，可见光所占份额增大。

(2)黑体 ①定义：在热辐射的同时，物体表面还会吸收和 反射外界射来的电磁波。如果一个物体能够完全吸收 投射到其表面的各种波长的电磁波而不发生反射，这 种物体就是绝对黑体，简称黑体。 ②黑体辐射的特性：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。 5.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 ①各种波长的辐射强度都有增加； ②辐射强度的极大值向波长较短的方向移动， 【典型例题】 【例1】黑体辐射的实验规律如图17－1－3所示，由 图可知 ( )

第十七章1能量量子化

第十七章波粒二象性 1 能量量子化 1．对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：根据黑体辐射电磁波的波长分布的决定因素知，其只与温度有关． 答案：A 2．关于黑体辐射的强度与波长的关系，如图所示正确的是() A B C D 解析：黑体辐射的强度与温度有关，温度越高，黑体辐射的强度越大．随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动．故B正确，A、C、D错误． 答案：B 3．(多选)以下关于辐射强度与波长的关系的说法中正确的是 () A．物体在某一温度下只能辐射某一固定波长的电磁波 B．当铁块呈现黑色时，说明它的温度不太高 C．当铁块的温度较高时会呈现赤红色，说明此时辐射的电磁波 中该颜色的光强度最强

D．早、晚时分太阳呈现红色，而中午时分呈现白色，说明中午 时分太阳温度最高 解析：由辐射强度随波长变化关系知：随着温度的升高各种波长 的波的辐射强度都增加，而热辐射不是仅辐射一种波长的电磁波．故正确答案为B、C. 答案：BC 4．(多选)对于带电微粒的辐射和吸收能量时的特点，以下说法 正确的是() A．以某一个最小能量值一份一份地辐射或吸收 B．辐射和吸收的能量是某一最小值的整数倍 C．吸收的能量可以是连续的 D．辐射和吸收的能量是量子化的 解析：根据普朗克能量子假说，带电粒子的能量只能是某一最小 能量值ε的整数倍，能量的辐射、吸收要一份一份地进行，故A、B、D正确． 答案：ABD 5．对应于 3.4×10－19J的能量子，其电磁辐射的频率和波长各 是多少？它是什么颜色？ 解析：根据公式ε＝hν和ν＝c λ得 ν＝ε h＝ 3.4×10－19 6.63×10－34 Hz＝5.13×1014 Hz， λ＝c ν＝ 3.0×108 5.13×1014 m＝5.85×10－7 m.

《能量量子化》名师教案

《能量量子化》教学设计 教学目标 1、了解黑体辐射，感悟以实验为基础的科学探究方法. 2、通过观察热辐射的强度与波长的关系图像培养学生观察能力. 3、了解能量子的概念及提出的科学过程，领会这一科学突破过程中科学家的思想. 4、了解宏观物体和微观粒子能量变化特点，体会量子论的建立深化了人们对物质世界的认识. 教学方法 讲授法、谈话法 教学重点、难点 能量子假说提出的科学过程，以及领会这一科学突破过程中科学家的思想。 教学过程 一、引入 （感受量子力学理论对科技社会发展的重要意义）展示图片：中国2016年发射量子卫星场景的照片。量子卫星有什么作用？为实现全球的量子通信。为什么要进行量子通信呢？可以实现保密通信，对国家安全、军事有非常重要的意义。师：关于“量子”大家还听说过什么？ 生：量子力学！ 师：量子力学是研究什么的学科？ 生：微观世界！ 师：和我们的生活的有什么关系吗？ 生疑惑：好像没什么关系。 展示图片1：电脑与手机。量子力学是半导体科技的理论基础，没有量子力学，就没有计算机，就没有现在的信息时代！ 展示图片2：激光。所谓光宽带，光纤入户，光纤里就是利用激光传输信息。没有量子力学，就没有激光技术的应用。 展示图片3：核磁共振成像。没有量子力学就没有核磁共振成像技术。 展示图片4：核武器与核电。没有量子力学就没有核武器与核能的利用。 师小结：量子力学是近代科学共同的理论基础！

过渡：什么是量子？历史上首先是谁先提出来的？让我们回到一百多年前，回顾量子诞生的那个年代！ 二、黑体与黑体辐射 1、辐射 师叙述：十九世纪后半叶，欧洲正处于第二次工业革命。第二次工业革命极大的推动了冶金工业的发展。冶金工业需要测量钢水的温度。如何测量呢？温度太高，不可能直接用普通温度计测量。怎么解决这个问题呢？是通过对辐射问题的研究解决的。 展示图片：火炉。 师：在火炉旁有热的感觉，热量是如何到达身体上的？ 生：通过辐射。 师：（点明）其实辐射的是电磁波。 展示图片：刚出炉的铁块。 师：刚出炉的铁块，温度很高。仔细看图片，会发现铁块的颜色是不一样的。能否根据颜色判断温度的高低？ 生：温度最高的是白色，其次是黄色，再是橙色，最低的是红色。 师：温度不同，所辐射的电磁波颜色是不一样的。电磁波的颜色是由什么决定的？生：由波长决定！师：（小结）温度不同物体，所辐射的电磁波波长不同。 2、黑体模型的建立 （建立黑体模型的必要性） 师叙述：对这块铁块，除辐射电磁波外，还会反射与吸收外界的电磁波，而反射与吸收电磁波的能力与物质的材料及表面状况有关。所以一般物体所辐射的电磁波，除与温度有关外，还与材料与表面状况有关。这个问题就比较复杂了。 物理学家的在遇到这种情况下，首先会分析哪些是主要因素，哪些是次要因素，只有突出主要因素，忽略次要因素，更能抓住问题的本质。把突出主要因素，忽略次要因素的物理方法称为：理想化模型。 黑体(理想化模型)：如果某种物体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，则称这种物体为绝对黑体，简称黑体。 （举例帮助学生理解黑体）

17.1 能量量子化 习题

17.1能量量子化习题 [目标定位] 1.知道热辐射、黑体和黑体辐射的概念，知道黑体辐射的实验规律.2.知道普朗克提出的能量子假说． 一、黑体与黑体辐射 1．热辐射 (1)定义：周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体温度有关，所以叫热辐射． (2)特点：热辐射强度按波长的分布情况随物体的温度不同而有所不同． 2．黑体 (1)定义：某种物体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，这种物体就是绝对黑体，简称黑体． (2)黑体辐射特点：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． 想一想在火炉旁边有什么感觉？投入炉中的铁块颜色怎样变化？说明了什么问题？ 答案在火炉旁会感到热，这是由于火炉不断地向外辐射能量．投入炉中的铁块依次呈现暗红、赤红、橘红等颜色，直至成为黄白色，这表明同一物体热辐射的强度与温度有关． 二、黑体辐射的实验规律 1．随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加． 2．随着温度的升高，辐射强度的极大值向着波长较短的方向移动． 想一想你认为现实生活中存在理想的黑体吗？ 答案现实生活中不存在理想的黑体，实际的物体都能辐射红外线(电磁波)，也都能吸收和反射红外线(电磁波)，绝对黑体不存在，是理想化的模型． 三、能量子 1．定义：普朗克认为，带电微粒辐射或吸收能量时，只能是辐射或吸收某个最小能量值的整数倍，这个不可再分的最小能量值 叫做能量子． 2．大小： ＝hν，其中ν是电磁波的频率，h是普朗克常量，数值h＝6.626×10－34__J·s(一般h取6.63×10－34 J·s)．

一、对黑体辐射规律的理解 1．一般材料的物体，辐射的电磁波除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关． 2．黑体是指只吸收而不反射外界射来的电磁波的物体，由于黑体只进行热辐射，所以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． 3．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有增加；另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动．如图17－1－1所示． 图17－1－1 例1 图17－1－2 在实验室或工厂的高温炉子上开一小孔，小孔可看作黑体，由小孔的热辐射特性，就可以确定炉内的温度．如图17－1－2所示，就是黑体的辐射强度与其辐射光波长的关系图象，则下列说法正确的是() A．T1>T2 B．T1