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倉頡之初作書蓋依類象形故謂之文其形聲相益即謂之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛謂之倉頡之初作書蓋依類象形故謂之文其形聲相益即謂之字文者物象之本字者言孳乳而
第十三單元
第五節
能量量子化
倉頡之初作書蓋依類象形故謂之文其形聲相益即謂之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛謂之倉頡之初作書蓋依類象形故謂之文其形聲相益即謂之字文者物象之本字者言孳乳而
熱 輻 射
壹
能量子
貳
目錄
能 級
參
倉頡之初作書蓋依類象形故謂之文其形聲相益即謂之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛謂之倉頡之初作書蓋依類象形故謂之文其形聲相益即謂之字文者物象之本字者言孳乳而
熱輻射
壹
倉頡之初作書蓋依類象形故謂之文其形聲相益即謂之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛謂之倉頡之初作書蓋依類象形故謂之文其形聲相益即謂之字文者物象之本字者言孳乳而
在火爐旁邊有什么感覺？把鐵塊投進火爐中，剛開始鐵塊只是
發熱，并不發光。隨著溫度的升高，鐵塊會慢慢變紅，開始發光。鐵塊依次呈現暗紅、赤紅、橘紅等顏色，直至成為黃白色。為什么會有這樣的變化呢？
倉頡之初作書蓋依類象形故謂之文其形聲相益即謂之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛謂之倉頡之初作書蓋依類象形故謂之文其形聲相益即謂之字文者物象之本字者言孳乳而
我們周圍的一切物體都在輻射電磁波，這種輻射與物體的溫度有關，所以叫作熱輻射。
輻射強度按波長的分布情況隨物體的溫度而有所不同。
物體在室溫時，熱輻射的主要成分是波長較長的電磁波，不能引起人的視覺。當溫度升高時，熱輻射中波長較短的成分越來越強。
例如：鐵塊隨著溫度的升高，從發熱，再到發光，鐵塊的顏色也在不斷變化。
倉頡之初作書蓋依類象形故謂之文其形聲相益即謂之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛謂之倉頡之初作書蓋依類象形故謂之文其形聲相益即謂之字文者物象之本字者言孳乳而
固體在溫度升高時顏色的變化
1400 K
800 K
1000 K
1200 K
例如：鐵塊 溫度 從看不出發光到暗紅到橙色到黃白色。
無論是高溫物體還是低溫物體，都有熱輻射，只是溫度低時輻射弱，溫度高時輻射強，在一定溫度下，不同物體所輻射的光譜的成分有顯著不同。
除了熱輻射外，物體表面還會吸收和反射外界射來的電磁波。常溫下我們看到的不發光物體的顏色就是反射光所致。
倉頡之初作書蓋依類象形故謂之文其形聲相益即謂之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛謂之倉頡之初作書蓋依類象形故謂之文其形聲相益即謂之字文者物象之本字者言孳乳而
如果某種物體能夠完全吸收入射的各種波長的電磁波而不發生反射，會怎樣？
一座建設中的樓房還沒有安窗子，盡管室內已經粉刷，知果從遠處
觀察，你會發現什么 為什么
我們看教室里看起來很暗，實際上里面是明亮的。 因為它反射的光進 不到我們的眼睛，相當于被教室“消化 ”了。
倉頡之初作書蓋依類象形故謂之文其形聲相益即謂之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛謂之倉頡之初作書蓋依類象形故謂之文其形聲相益即謂之字文者物象之本字者言孳乳而
黑體模型
黑體：如果某種物體能夠完全吸收入射的各種波長的電磁波而不發生反射，這種物體就叫作黑體。
黑體輻射實驗：隨著溫度的升高
各種波長的輻射強度都有增加；
輻射強度的極大值向波長較短的方向移動。
黑體輻射實驗：隨著溫度的升高 各種波長的輻射強度都有增加； 輻射強度的極大值向波長較短的方向移動。
德國物理學家基爾霍夫首先 提出了絕對黑體的模型。
黑體：理想化模型
倉頡之初作書蓋依類象形故謂之文其形聲相益即謂之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛謂之倉頡之初作書蓋依類象形故謂之文其形聲相益即謂之字文者物象之本字者言孳乳而
①黑體雖然不反射電磁波，但是卻可以向外輻射電磁波。
②黑體輻射電磁波的強度按波長的分布只與它的溫度有關。
用經典的電磁理論解釋黑體輻射的實驗規律時遇到了嚴重的困難。
紫外災難
德國物理學家維恩在1896年提
出了輻射強度按波長分布的理 論公式
倉頡之初作書蓋依類象形故謂之文其形聲相益即謂之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛謂之倉頡之初作書蓋依類象形故謂之文其形聲相益即謂之字文者物象之本字者言孳乳而
隨著溫度的升高，一方面，各種波長的輻射強度都有增加；另一方面，輻射強度的極大值向波長較短的方向移動。
0 1 2 3 4 5 6
（μ m）
λ
1700K
1300K
1100K
輻射強度
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能量子
貳
倉頡之初作書蓋依類象形故謂之文其形聲相益即謂之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛謂之倉頡之初作書蓋依類象形故謂之文其形聲相益即謂之字文者物象之本字者言孳乳而
結論：宏觀物體的能量是連續的；微觀粒子的能量是量子化的。
1900年底，普朗克作出了這樣的大膽假設：振動著的帶電微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整數倍。例如，可能是ε或 2ε、3ε……這個不可再分的最小能量值 ε叫作能量子（energy quantum），它的大小為
式中，ν是電磁波的頻率，h 是一個常量，后人稱之為普朗克常量，其值為
借助于能量子的假說，普朗克得出了黑體輻射的強度按波長分布的公式，與實驗符合得非常好。
能量子的觀點與宏觀世界中我們對能量的認識有很大不同，例如，一個宏觀的單擺，小球在擺動的過程中，受到摩擦阻力的作用，能量不斷減小，能量的變化是連續的。而普朗克的假設則認為微觀粒子的能量是量子化的，或者說微觀粒子的能量是不連續（分立）的。
倉頡之初作書蓋依類象形故謂之文其形聲相益即謂之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛謂之倉頡之初作書蓋依類象形故謂之文其形聲相益即謂之字文者物象之本字者言孳乳而
普朗克的能量子假設,使人類對微觀世界的本質有了全新的認識,對現代物理學的發展產生了革命性的影響。成為物理學發展史上一個重大轉折點;
普朗克常量h是自然界最基本的常量之一,它體現了微觀世界的基本特征;
不僅成功地解決了熱輻射中的難題，而且開創物理學研究新局面，標志著人類對自然規律的認識已經從從宏觀領域進入微觀領域，為量子力學的誕生奠定了基礎。
M.Planck 德國人 1858－1947
倉頡之初作書蓋依類象形故謂之文其形聲相益即謂之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛謂之倉頡之初作書蓋依類象形故謂之文其形聲相益即謂之字文者物象之本字者言孳乳而
愛因斯坦從普朗克的能量子說中得到了啟發，他提出：
光本身就是一個個不可分割的能量子，后來被叫做光子，其能量為：
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能級
參
倉頡之初作書蓋依類象形故謂之文其形聲相益即謂之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛謂之倉頡之初作書蓋依類象形故謂之文其形聲相益即謂之字文者物象之本字者言孳乳而
波爾原子結構假說 （1913）
普朗克黑體輻射的量子論
愛因斯坦的光量子論
倉頡之初作書蓋依類象形故謂之文其形聲相益即謂之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛謂之倉頡之初作書蓋依類象形故謂之文其形聲相益即謂之字文者物象之本字者言孳乳而
能級
原子在不同的狀態中具有不同的能量，原子的能量是量子化的。這些量子化的能量值叫做能級。
能量最低的狀態(離核最近)叫基態，其他的能量狀態叫激發態。
分立軌道
1 2 3 4
E4
E3
E2
E1
定態
躍遷
E4
E3
E2
E1
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原子從高能態向低能態躍遷時放出的光子的能量，等于前后兩個能級之差。
由于原子的能級是分立的，所以放出的光子的能量也是分立的，因此原子的發射光譜只有一些分立的亮線。
氦原子光譜
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玻爾理論對氫光譜的解釋：玻爾從上述假設出發，利用經典理論和量子理論結合，計算出了氫的電子的軌道半徑和對應的能量值（能級）。
氫原子能級
-13.6
-3.4
-1.51
-0.85
0
4
1
3
2
∞
n
E/eV
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典型例題
倉頡之初作書蓋依類象形故謂之文其形聲相益即謂之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛謂之倉頡之初作書蓋依類象形故謂之文其形聲相益即謂之字文者物象之本字者言孳乳而
例1． (多選)黑體輻射的實驗規律如圖所示，由圖可知(　　)
A．隨溫度升高，各種波長的輻射強度都增加
B．隨溫度降低，各種波長的輻射強度都增加
C．隨溫度升高，輻射強度的極大值向波長較短的方向移動
D．隨溫度降低，輻射強度的極大值向波長較長的方向移動
【答案】ACD
倉頡之初作書蓋依類象形故謂之文其形聲相益即謂之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛謂之倉頡之初作書蓋依類象形故謂之文其形聲相益即謂之字文者物象之本字者言孳乳而
例2．(多選)關于對能量子的認識，下列說法正確的是(　　)
A．振動著的帶電微粒的能量只能是某一能量值ε
B．帶電微粒輻射或吸收的能量只能是某一最小能量值的整數倍
C．能量子與電磁波的頻率成正比
D．這一假說與現實世界相矛盾，因而是錯誤的
【答案】BC
倉頡之初作書蓋依類象形故謂之文其形聲相益即謂之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛謂之倉頡之初作書蓋依類象形故謂之文其形聲相益即謂之字文者物象之本字者言孳乳而
例3．(多選)下列說法正確的是(　　)
A．原子的能量是連續的，原子的能量從某一能量值變為另一能量值，可以連續變化
B．原子從低能級向高能級躍遷時放出光子
C．原子從高能級向低能級躍遷時放出光子，且光子的能量等于前后兩個能級之差
D．由于能級的存在，原子放出的光子的能量是分立的，所以原子的發射光譜只有一些分立的亮線
【答案】CD
倉頡之初作書蓋依類象形故謂之文其形聲相益即謂之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛謂之倉頡之初作書蓋依類象形故謂之文其形聲相益即謂之字文者物象之本字者言孳乳而
謝君一賞

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