1　能量量子化 (5).ppt

1、,无锡市第一中学,瓜州县第一中学 罗建军,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:,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：,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

2、又一村,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。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,1. 热辐射现象,黑体与 黑体辐射,任何物体都具有不断辐射、吸收、发射电磁波的本领。一般物体辐射能量与T有关;还与材料.表面积有关,实验:加热铁,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,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,2. 黑体辐射实验规律,不透明的材料制成带小孔的空腔,可近

3、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。,黑体模型,空腔上的小孔,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,3.黑体辐射:,实验结论:,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,普朗克理论 :,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。,黑体辐射(二),黑体辐射实验是物理学晴朗天空中 一朵令人不安的乌云。,=h,辐射黑体分子、原子的振动可看作谐振子，这些谐

4、振子可以发射和吸收辐射能。但是这些谐振子只能处于某些分立的状态，在这些状态中，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（称为能量子）的整数倍，即：, 1 , 2 , 3 , . n . n为正整数，称为量子数。,能量,量子,经典,h=6.626*10-34J.s,能量子 超越牛顿的发现,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,看下列一组照片能否给你一点启发,三

5、、能量子 超越牛顿的发现,微观世界的某些规律，在我们宏观世弄看来可能非常奇怪。,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,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

6、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(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,课堂练习,2.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.灯向外辐射的能量是最小能量的整数倍.那么红