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高中物理必修第三册关于能量子与能级的理解

更新时间:作者:小小条

1.普朗克的能量子理论

(1)普朗克的假设

高中物理必修第三册关于能量子与能级的理解

振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍,这个不可再分的最小能量值ε叫作能量子。

(2)能量子公式

ε=hν,其中ν是电磁波的频率,h称为普朗克常量,h=6.63×10的负34次密J·s。

(3)能量的量子化

微观粒子的能量是量子化的,或者说微观粒子的能量是不连续(分立)的。

(4)借助于能量子的假说,普朗克得出了黑体辐射的强度按波长分布的公式,与实验符合得非常好。

(5)在宏观尺度内研究物体的能量与研究微观粒子的能量的不同

在宏观尺度内研究物体的能量时,我们可以认为物体的运动是连续的,能量变化是连续的,不必考虑量子化;在研究微观粒子的能量时,必须考虑能量量子化。

2.光子

爱因斯坦把能量子假设进行了推广,认为电磁场本身就是不连续的。也就是说,光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的,频率为ν的光的能量子为hν,h为普朗克常量。这些能量子后来被叫作光子。

3.能级

(1)定义:微观世界中能量取分立值的观念也适用于原子系统,原子的能量是量子化的。这些量子化的能量值叫作能级。

(2)理解:通常情况下,原子处于能量最低的状态,这是最稳定的。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。这些状态的原子是不稳定的,会自发地向能量较低的能级跃迁,放出光子。

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。由于原子的能级是分立的,所以放出的光子的能量也是分立的,因此原子的发射光谱只有一些分立的亮线。

4.量子力学的建立

19世纪末和20世纪初,物理学研究深入到微观世界,发现了电子、质子、中子等微观粒子,而且发现它们的运动规律在很多情况下不能用经典力学来说明。20世纪20年代,量子力学建立了,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。

值得注意的是:

解有关能量子问题的技巧

(1)熟练掌握能量子的计算公式:ε=hν=hc/λ。

(2)把握宏观能量E与微观能量子ε的关系:E=Pt=nε。

(3)正确建立模型。

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