量子概念的诞生课件

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。”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，----”一朵与黑体辐射有关，另一朵与迈克尔逊实验有关。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“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。”“但是，在物理学晴朗天空的远处，还有两朵令人不安的乌云，----”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”“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第一节量子概念的诞生第一节量子概念的诞生固体或液体，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。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、热辐射现象一、热辐射问题由于分子热运动导致物体辐射电磁波，温度不同时辐射的波长分布不同。如铁块，温度，从看不出发光到暗红到橙色到黄白色。这种与温度有关的辐射称为热辐射热辐射---热能转化为电磁能的过程2、热辐射及其特点固体或液体，在任何温度下都在发射各种波长的电磁波，这种由于物任何物体任何温度均存在热辐射温度

发射的能量电磁波的短波成分如：20瓦的白炽灯200瓦的白炽灯昏黄色很亮刺眼3、对热辐射的初步认识一、热辐射问题直觉：低温物体发出的是红外光炽热物体发出的是可见光高温物体发出的是紫外光注意：

热辐射与温度有关激光、日光灯发光不是热辐射加热一物体，物体的温度恒定时，物体所吸收的能量等于在同一时间内辐射的能量。这时得到的辐射称为平衡热辐射。4、平衡热辐射任何物体任何温度均存在热辐射温度发射的能量电磁波的短波1、黑体二、黑体与黑体辐射能全部吸收各种波长的辐射能而不发生反射，折射和透射的物体称为绝对黑体，简称黑体。如：不透明的材料制成带小孔的的空腔，射入小孔的光很难有机会从小孔射出，这个空腔可近似看作黑体。黑体模型研究黑体辐射的规律是了解一般物体热辐射性质的基础.一般材料的热辐射与材料及其表面状况有关，而黑体辐射与材料无关。1、黑体二、黑体与黑体辐射能全部吸收各种波长的辐射能而不发生黑体模型空腔上的小孔、炼钢炉上的小洞.向远处观察打开的窗子近似黑体.平衡态时，黑体辐射只依赖于物体的温度，与构成黑体的材料形状无关。二、黑体与黑体辐射2、黑体辐射加热腔体，黑体表面就向外辐射电磁波，这就是黑体辐射实验装置T平行光管三棱镜T黑体模型空腔上的小孔、炼钢炉上的小洞.向远处观察打开的窗子近二、黑体与黑体辐射0123456λ(μm)1700K1500K1300K1100K实验结果：黑体辐射强度在不同温度下按波长的分布二、黑体与黑体辐射012o实验值/μm维恩线短波波符合很好，长波波严重分歧.瑞利--金斯线长波符合很好，短波严重分歧.紫外灾难普朗克线12345678黑体辐射实验是物理学晴朗天空中一朵令人不安的乌云.二、黑体与黑体辐射该如何解释呢？普朗克提出的能量子概念，给出了很好的解释！o实验值/μm维恩线瑞利--金斯线紫外灾难普朗克线12345三、普朗克提出的能量子概念1、能量子假说：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。这些谐振子只能处于某些分立状态，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E（称为能量子）的整数倍。即：E、1E、2E、...nE.n为正整数，称为量子数.能量量子经典

普朗克普朗克常量对于频率为

的谐振子最小能量为：说明：在宏观尺度内研究物体的运动时可以认为：物体的运动是连续的,能量变化是连续的,不必考虑量子化.在研究微观粒子时必需考虑能量量子化.三、普朗克提出的能量子概念1、能量子假说：辐射黑体分子、原子λ(μm)0123568947普朗克实验值三、普朗克提出的能量子概念M.Planck

德国人1858－1947※普朗克的能量子假说和黑体辐射公式

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

普朗克获得1918年诺贝尔物理学奖。普朗克敲开了人类认识微观世界的大门，解决了黑体辐射问题，量子的诞生为量子力学的建立打下了基础。λ(μm)012351900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(AlbertEinstein)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1900年12月14日，普朗克在柏林宣读了他关于黑体辐射的论

就在那一年，在丹麦，15岁的玻尔(NielsBohr)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量子化.德布罗意(LouisdeBroglie)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。一年后，一位著名的希腊文学教授的宝贝儿子海森堡(WernerKarlHeisenberg)呱呱坠地。以上人物都将在我们的课文中出现.能量量子化:物理学的新纪元就在那一年，在丹麦，15岁的玻尔(NielsBohr)正例1、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．T1>T2B．T1<T2C．随着温度的升高，黑体的辐射强度都有所降低D．随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短方向移动AD例1、在实验室或工厂的高温炉子上开一小孔，小孔可看作黑体，由例2、下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑体辐射实验规律的是(

)A例2、下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑例3、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ABD例3、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。”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，----”一朵与黑体辐射有关，另一朵与迈克尔逊实验有关。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“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。”“但是，在物理学晴朗天空的远处，还有两朵令人不安的乌云，----”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”“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第一节量子概念的诞生第一节量子概念的诞生固体或液体，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。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、热辐射现象一、热辐射问题由于分子热运动导致物体辐射电磁波，温度不同时辐射的波长分布不同。如铁块，温度，从看不出发光到暗红到橙色到黄白色。这种与温度有关的辐射称为热辐射热辐射---热能转化为电磁能的过程2、热辐射及其特点固体或液体，在任何温度下都在发射各种波长的电磁波，这种由于物任何物体任何温度均存在热辐射温度

发射的能量电磁波的短波成分如：20瓦的白炽灯200瓦的白炽灯昏黄色很亮刺眼3、对热辐射的初步认识一、热辐射问题直觉：低温物体发出的是红外光炽热物体发出的是可见光高温物体发出的是紫外光注意：

热辐射与温度有关激光、日光灯发光不是热辐射加热一物体，物体的温度恒定时，物体所吸收的能量等于在同一时间内辐射的能量。这时得到的辐射称为平衡热辐射。4、平衡热辐射任何物体任何温度均存在热辐射温度发射的能量电磁波的短波1、黑体二、黑体与黑体辐射能全部吸收各种波长的辐射能而不发生反射，折射和透射的物体称为绝对黑体，简称黑体。如：不透明的材料制成带小孔的的空腔，射入小孔的光很难有机会从小孔射出，这个空腔可近似看作黑体。黑体模型研究黑体辐射的规律是了解一般物体热辐射性质的基础.一般材料的热辐射与材料及其表面状况有关，而黑体辐射与材料无关。1、黑体二、黑体与黑体辐射能全部吸收各种波长的辐射能而不发生黑体模型空腔上的小孔、炼钢炉上的小洞.向远处观察打开的窗子近似黑体.平衡态时，黑体辐射只依赖于物体的温度，与构成黑体的材料形状无关。二、黑体与黑体辐射2、黑体辐射加热腔体，黑体表面就向外辐射电磁波，这就是黑体辐射实验装置T平行光管三棱镜T黑体模型空腔上的小孔、炼钢炉上的小洞.向远处观察打开的窗子近二、黑体与黑体辐射0123456λ(μm)1700K1500K1300K1100K实验结果：黑体辐射强度在不同温度下按波长的分布二、黑体与黑体辐射012o实验值/μm维恩线短波波符合很好，长波波严重分歧.瑞利--金斯线长波符合很好，短波严重分歧.紫外灾难普朗克线12345678黑体辐射实验是物理学晴朗天空中一朵令人不安的乌云.二、黑体与黑体辐射该如何解释呢？普朗克提出的能量子概念，给出了很好的解释！o实验值/μm维恩线瑞利--金斯线紫外灾难普朗克线12345三、普朗克提出的能量子概念1、能量子假说：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。这些谐振子只能处于某些分立状态，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E（称为能量子）的整数倍。即：E、1E、2E、...nE.n为正整数，称为量子数.能量量子经典

普朗克普朗克常量对于频率为

的谐振子最小能量为：说明：在宏观尺度内研究物体的运动时可以认为：物体的运动是连续的,能量变化是连续的,不必考虑量子化.在研究微观粒子时必需考虑能量量子化.三、普朗克提出的能量子概念1、能量子假说：辐射黑体分子、原子λ(μm)0123568947普朗克实验值三、普朗克提出的能量子概念M.Planck

德国人1858－1947※普朗克的能量子假说和黑体辐射公式

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

普朗克获得1918年诺贝尔物理学奖。普朗克敲开了人类认识微观世界的大门，解决了黑体辐射问题，量子的诞生为量子力学的建立打下了基础。λ(μm)012351900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(AlbertEinstein)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1900年12月14日，普朗克在柏林宣读了他关于黑体辐射的论

就在那一年，在丹麦，15岁的玻尔(NielsBohr)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