能量量子化上课.pptx

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1、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。第1页/共18页 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勋爵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。”-开尔文开尔文-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

2、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，-”第2页/共18页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,柳暗花明又一村第3页/共18页第4页/共18页 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

3、称为热辐射。所辐射电磁波的特征与温度有关。固体在温度升高时颜色的变化1400K800K1000K1200K1.1.1.1.热辐射现象热辐射现象黑体与 黑体辐射第5页/共18页直觉直觉:低温物体发出的是低温物体发出的是红外光红外光 炽热物体发出的是炽热物体发出的是可见光可见光 高温物体发出的是高温物体发出的是紫外光紫外光2.2.热辐射特征：辐射强度按波长分布情况与物体温度有关第6页/共18页二、黑体辐射的实验规律 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 3.黑体辐射特点：辐射电磁波的强度按波长分布只与黑体温度有关:2.黑体:不透明的材料制成带小孔的的空腔,可近似看作黑体。研究黑体辐

4、射的规律是了解一般物体热辐射性质的基础。黑体模型第7页/共18页1700K1500K1300K1100K问题：1.图线的起伏说明什么问题?2.辐射强度与温度有什么关系：3.辐射强度的极大值是怎么变化的？第8页/共18页1.温度越高,辐射能越大;2.与最大辐射能对应的波长向短波方向移动两种理论:维恩公式:短波适合;长波不符合瑞利公式:长波适合;短波荒唐 紫外灾难实验瑞利公式维恩公式第9页/共18页1.能量子：在发射和吸收能量的时候，不是连续不断，而是分成一份一份的。能量是h 的整数倍。最小能量为:E=h 是波的频率 三、能量子三、能量子三、能量子三、能量子 超越牛顿的发现超越牛顿的发现超越牛顿的

5、发现超越牛顿的发现实验瑞利公式维恩公式普朗克理论值第10页/共18页黑体辐射实验是物理学晴朗天空中 一朵令人不安的乌云。o实验值/m维恩线维恩线瑞利瑞利-金斯线金斯线紫紫外外灾灾难难普普朗朗克克线线12345678第11页/共18页问题:既然灯向外辐射的光能是分立的，一份份的。为何我们看不到灯的亮度发生变化？结论：1。在宏观尺度内研究物体的运动时我们可以认为：物体的运动是连续的,能量变化是连续的,不必考虑量子化2。在研究微观粒子时必需考虑能量量子化问题与结论第12页/共18页看下列一组照片能否给你一点启发第13页/共18页 1900年12月14日，普朗克在柏林宣读了他关于黑体辐射的论文，宣告了

6、量子的诞生。那一年他42岁。普朗克把能量子引入物理学,正确地破除了”能量连续变化”的传统观念,成为现代物理学思想的基石之一,为我们打开了量子之门,就在1900年，一个名叫爱因斯坦(Albert Einstein)的青年从苏黎世联邦工业大学(ETH)毕业，正在为将来的生活发愁。5年后他受量子化启发提出了光量子,成功的解释了光电效应.能量量子化:物理学的新纪元第14页/共18页 就在那一年,在丹麦，15岁的玻尔(Niels Bohr)正在哥本哈根的中学里读书。玻尔有着好动的性格。学习方面，他在数学和科学方面显示出了非凡的天才，但是他的笨拙的口齿和惨不忍睹的作文却是全校有名。13年后他提出了原子轨道

7、量子化.德布罗意(Louis de Broglie)当时8岁，还正在家里接受良好的幼年教育。后来他提出了物质波.再过12个月，维尔兹堡(Wurzberg)的一位著名希腊文学教授就要喜滋滋地看着他的宝贝儿子小海森堡(Werner Karl Heisenberg)呱呱坠地。以上人物都将在我们的课文中出现.请同学们记住他们的名字.能量量子化:物理学的新纪元第15页/共18页课堂练习3.在白天,对面楼房的窗户看上去是黑色的,而外墙面是亮的.为什么?1.请你填空:在做全国人口普查时我们关心的是:现在全国有几_人,班级小组长在数人数时常用:一_,两_;等.4.光源发出的光能是一份一份的,那么每份光能是怎样传到你的眼睛里呢?是均匀分布在两只眼睛里？还是每份只传给一只眼睛上的某一处呢?请你与同桌讨论一下,说说你的猜想.2.灯向外辐射的能量是最小能量的整数倍.那么红光的最小能量比紫光的最小能量大还是小?第16页/共18页 本节课的主要知识:微观粒子的运动是不连续的,在发射和吸收能量的时候，不是连续的，而是一份一份的。能量是h 的整数倍。每份能量为:E=h第17页/共18页感谢您的观看。第18页/共18页