波粒二象性能量量子化选修3-5市公开课一等奖省赛课微课金奖课件

19世纪末页，牛顿定律在各个领域里都取得了很大成功：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、气体内能。在电磁学方面，建立了一个能推断一切电磁现象Maxwell方程。另外还找到了力、电、光、声----等都遵照规律---能量转化与守恒定律。当初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。材料鉴赏:1/16于是1900年英国物理学家开尔文在瞻望20世纪物理学发展文章中说到：

“在已经基本建成科学大厦中，后辈物理学家只要做一些零碎修补工作就行了。”--开尔文--也就是说：物理学已经没有什么新东西了，后一辈只要把做过试验再做一做，在试验数据小数点后面在加几位罢了！

但开尔文毕尽是一位重视现实和有眼力科学家，就在上面提到文章中他还讲到：

“不过，在物理学晴朗天空远处，还有两朵令人不安乌云，----”2/16这两朵乌云是指什么呢？热辐射试验迈克尔逊-莫雷试验以后事实证实，正是这两朵乌云发展成为一埸革命风暴，乌云落地化为一埸春雨，浇灌着两朵鲜花。3/16普朗克量子力学诞生相对论问世这两朵乌云到底是什么回事呢？经典力学量子力学相对论微观领域高速领域4/16波粒二象性

第1节能量量子化:物理学新纪元5/16思索与讨论1:在火炉旁边有什么感觉?投在炉中铁块开始是什么颜色?过一会有是什么颜色?任何温度下，宏观物体都要向外辐射电磁波。电磁波能量多少，以及电磁波按波长分布都与温度相关，故称为热辐射。室温时波长较长电磁波高温波长较短电磁波热辐射主要成份:不论是高温物体还是低温物体，都有热辐射，所辐射能量及其按波长分布都随温度而改变。一、热辐射6/16热辐射解释：大量带电粒子无规则热运动引发。物体中每个分子、原子或离子都在各自平衡位置附近以各种不一样频率作无规则微振动，每个带电微粒振动都会产生改变电磁场，从而向外辐射各种波长电磁波，形成连续电磁波谱。热平衡状态：向外发射电磁波能量=从外界吸收能量7/16思索与讨论2：一座建设中楼房还没安装窗子，尽管室内已经粉刷，假如从远处看，把窗内亮度与楼房外墙亮度相比，你会发觉什么？为何？二、黑体与黑体辐射⑴定义：假如一个物体在任何温度下，对任何波长电磁波都完全吸收，而不反射与透射，则称这种物体为绝对黑体，简称黑体。用不透明材料制成一空心容器，壁上开一小孔，可看成绝对黑体8/16⑵说明：①黑体是个理想化模型。例：开孔空腔，远处窗口等可近似看作黑体。②对于黑体，在相同温度下辐射规律是相同。三、黑体辐射试验规律1）测量黑体辐射试验原理图：9/162）辐射强度：

单位时间内从物体单位面积上所发射各种波长总辐射能，称为辐射强度。斯特藩——玻耳兹曼定律10/161700k1500k1300k试验发觉：随温度升高①各种波长辐射强度都在增加；②当绝对黑体温度升高时，辐射强度最大值向短波方向移动。3)维恩位移定律11/164)经典物理学所碰到困难——解释试验曲线1）维恩半经验公式：公式适合于短波波段，长波波段与试验偏离。公式只适合用于长波段,而在紫外区与试验不符,----紫外灾难2）瑞利----金斯公式玻尔兹曼常数k=1.38065810-23J/K试验瑞利-琼斯线维恩线T=1646k12/16试验瑞利-琼斯线维恩线T=1646k普朗克线普朗克拟合结果四、能量子：超越牛顿发觉13/16

普朗克能量子假说*辐射物体中包含大量振动着带电微粒，它们能量是某一最小能量整数倍

E=nεn=1,2,…ε叫能量子，简称量子，n为量子数，它只取正整数——能量量子化

*振子只能一份一份地按不连续方式辐射或吸收能量

h=6.62610-34焦耳。----普朗克常数

四、能量子：超越牛顿发觉*对于频率为

谐振子，最小能量为：

ε=h

14/16意义：

Planck抛弃了经典物理中能量可连续改变、物体辐射或吸收能量能够为任意值旧观点，提出了能量子、物体辐射或吸收能量只能一