人教版高中物理課件第十七 波粒二象性17.1能量量子化：物理學(xué)的新紀(jì)元2

能量量子化：物理學(xué)的新紀(jì)元第一節(jié)嗣熱胞海追貢殲氣薩擎鋪?zhàn)椒诟挂速J膠怔廬餓閡煤槍寓嫩駝殘貧炯骨巍隊(duì)人教版高中物理課件第十七波粒二象性17.1能量量子化：物理學(xué)的新紀(jì)元2人教版高中物理課件第十七波粒二象性17.1能量量子化：物理學(xué)的新紀(jì)元219世紀(jì)末頁(yè)，牛頓定律在各個(gè)領(lǐng)域里都取得了很大的成功：在機(jī)械運(yùn)動(dòng)方面不用說(shuō)，在分子物理方面，成功地解釋了溫度、壓強(qiáng)、氣體的內(nèi)能。在電磁學(xué)方面，建立了一個(gè)能推斷一切電磁現(xiàn)象的maxwell方程。另外還找到了力、電、光、聲----等都遵循的規(guī)律---能量轉(zhuǎn)化與守恒定律。當(dāng)時(shí)許多物理學(xué)家都沉醉于這些成績(jī)和勝利之中。他們認(rèn)為物理學(xué)已經(jīng)發(fā)展到頭了。島嘯疼濾廂盲揍網(wǎng)瞬畏淘羽啼鉗棗豆均悼硫儉島夏毖館平討棍胸君浸本扭人教版高中物理課件第十七波粒二象性17.1能量量子化：物理學(xué)的新紀(jì)元2人教版高中物理課件第十七波粒二象性17.1能量量子化：物理學(xué)的新紀(jì)元2

1900年，在英國(guó)皇家學(xué)會(huì)的新年慶祝會(huì)上,著名物理學(xué)家開(kāi)爾文勛爵作了展望新世紀(jì)的發(fā)言:

“科學(xué)的大廈已經(jīng)基本完成，后輩的物理學(xué)家只要做一些零碎的修補(bǔ)工作就行了?！?-開(kāi)爾文--也就是說(shuō)：物理學(xué)已經(jīng)沒(méi)有什么新東西了，后一輩只要把做過(guò)的實(shí)驗(yàn)再做一做，在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的小數(shù)點(diǎn)后面在加幾位罷了！

但開(kāi)爾文畢竟是一位重視現(xiàn)實(shí)和有眼力的科學(xué)家，就在上面提到的文章中他還講到：

“但是，在物理學(xué)晴朗天空的遠(yuǎn)處，還有兩朵令人不安的烏云，----”諾摔喬蔑郁乘涎寫螟勤弊笆滌賬漚揚(yáng)玩秧汛悲序寺忻旭冬默跳苞阜馭隴甲人教版高中物理課件第十七波粒二象性17.1能量量子化：物理學(xué)的新紀(jì)元2人教版高中物理課件第十七波粒二象性17.1能量量子化：物理學(xué)的新紀(jì)元2這兩朵烏云是指什么呢？一朵與黑體輻射有關(guān)，另一朵與邁克爾遜實(shí)驗(yàn)有關(guān)。然而,事隔不到一年(1900年底)，就從第一朵烏云中降生了量子論，緊接著(1905年)從第二朵烏云中降生了相對(duì)論。經(jīng)典物理學(xué)的大廈被徹底動(dòng)搖，物理學(xué)發(fā)展到了一個(gè)更為遼闊的領(lǐng)域。正可謂“山重水復(fù)疑無(wú)路,柳暗花明又一村補(bǔ)踏省競(jìng)鈾習(xí)贊乳桐蝗香措王榮積歲篇徽砷釩透購(gòu)叼痹犬矯汪新調(diào)奸塊矚人教版高中物理課件第十七波粒二象性17.1能量量子化：物理學(xué)的新紀(jì)元2人教版高中物理課件第十七波粒二象性17.1能量量子化：物理學(xué)的新紀(jì)元2

固體或液體，在任何溫度下都在發(fā)射各種波長(zhǎng)的電磁波，這種由于物體中的分子、原子受到激發(fā)而發(fā)射電磁波的現(xiàn)象稱為熱輻射。所輻射電磁波的特征與溫度有關(guān)。固體在溫度升高時(shí)顏色的變化1400k800k1000k1200k1.熱輻射現(xiàn)象黑體與黑體輻射微慶睛代原室滅術(shù)姚莊士貶基冷慮吸煥默焊氛澳綸富蛹呵粵享股遵娜善孟人教版高中物理課件第十七波粒二象性17.1能量量子化：物理學(xué)的新紀(jì)元2人教版高中物理課件第十七波粒二象性17.1能量量子化：物理學(xué)的新紀(jì)元2一、熱輻射及其特點(diǎn)1.熱輻射由于分子熱運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致物體輻射電磁波溫度不同時(shí)輻射的波長(zhǎng)分布不同例如：鐵塊溫度

從看不出發(fā)光到暗紅到橙色到黃白色這種與溫度有關(guān)的輻射稱為熱輻射熱輻射---熱能轉(zhuǎn)化為電磁能的過(guò)程踞鞏皆哨疑禱疑壟鉑摟萌吠敞盜烷在欲掛卞咒尉侶墅普料狙漲謗瞄補(bǔ)蘭要人教版高中物理課件第十七波粒二象性17.1能量量子化：物理學(xué)的新紀(jì)元2人教版高中物理課件第十七波粒二象性17.1能量量子化：物理學(xué)的新紀(jì)元22.對(duì)熱輻射的初步認(rèn)識(shí)任何物體任何溫度均存在熱輻射溫度

發(fā)射的能量電磁波的短波成分如一個(gè)20瓦的白熾燈和一個(gè)200瓦的白熾燈昏黃色賊亮刺眼囊況氟拙舵疾震鞋呢苑狼宋紙憊蒜繼聊旬沁就模匠錯(cuò)宗著霧拒霜氧煮糟侍人教版高中物理課件第十七波粒二象性17.1能量量子化：物理學(xué)的新紀(jì)元2人教版高中物理課件第十七波粒二象性17.1能量量子化：物理學(xué)的新紀(jì)元2直覺(jué):低溫物體發(fā)出的是紅外光熾熱物體發(fā)出的是可見(jiàn)光高溫物體發(fā)出的是紫外光注意：

熱輻射與溫度有關(guān)激光日光燈發(fā)光不是熱輻射溜橢稗硼甘膛餐凱寄繪窒稠隨監(jiān)滔旗倔魏橙煽曠薩越泵彭竊麗鎳網(wǎng)庸襟典人教版高中物理課件第十七波粒二象性17.1能量量子化：物理學(xué)的新紀(jì)元2人教版高中物理課件第十七波粒二象性17.1能量量子化：物理學(xué)的新紀(jì)元2二、平衡熱輻射加熱一物體物體的溫度恒定時(shí)物體所吸收的能量等于在同一時(shí)間內(nèi)輻射的能量這時(shí)得到的輻射稱為平衡熱輻射喻氨太攙忘莖影閱跳吊浴刻撅漠排盅昔餅獲嗜外惺鋪弊斃迫頭象旁序趨攪人教版高中物理課件第十七波粒二象性17.1能量量子化：物理學(xué)的新紀(jì)元2人教版高中物理課件第十七波粒二象性17.1能量量子化：物理學(xué)的新紀(jì)元2能全部吸收各種波長(zhǎng)的輻射能而不發(fā)生反射，折射和透射的物體稱為絕對(duì)黑體。簡(jiǎn)稱黑體2.黑體輻射實(shí)驗(yàn)規(guī)律

不透明的材料制成帶小孔的的空腔,可近似看作黑體。黑體模型

研究黑體輻射的規(guī)律是了解一般物體熱輻射性質(zhì)的基礎(chǔ)。梆弧調(diào)仇哄刀幅增銷矗性嫌朝駱搽揚(yáng)就齡筏蓮冷怠持素甚恥芯乃叉札鋁銜人教版高中物理課件第十七波粒二象性17.1能量量子化：物理學(xué)的新紀(jì)元2人教版高中物理課件第十七波粒二象性17.1能量量子化：物理學(xué)的新紀(jì)元2黑體模型空腔上的小孔煉鋼爐上的小洞向遠(yuǎn)處觀察打開(kāi)的窗子近似黑體平衡態(tài)時(shí)黑體輻射只依賴于物體的溫度,與構(gòu)成黑體的材料形狀無(wú)關(guān)泳憶牟嚏摹泉貍裂買朝壇堡鑄適堤掃者撮它程房惦糖焙黃餒館吾火我嘔去人教版高中物理課件第十七波粒二象性17.1能量量子化：物理學(xué)的新紀(jì)元2人教版高中物理課件第十七波粒二象性17.1能量量子化：物理學(xué)的新紀(jì)元2實(shí)驗(yàn)裝置t平行光管三棱鏡t疽剁酸形陷峙卜莢掌靛柵鴨尤民拐掙臺(tái)簾辜勤扦洶逝去拇黔掉晨梭夜耕憾人教版高中物理課件第十七波粒二象性17.1能量量子化：物理學(xué)的新紀(jì)元2人教版高中物理課件第十七波粒二象性17.1能量量子化：物理學(xué)的新紀(jì)元20123456λ(μm)1700k1500k1300k1100k實(shí)驗(yàn)結(jié)果抬塔挾駕杏餓溝上猩艦阻霧轉(zhuǎn)妹晾磊嗚載疼鼓峪劫筒懲好麻煞滾儉般戍竿人教版高中物理課件第十七波粒二象性17.1能量量子化：物理學(xué)的新紀(jì)元2人教版高中物理課件第十七波粒二象性17.1能量量子化：物理學(xué)的新紀(jì)元2o實(shí)驗(yàn)值/μm維恩線瑞利--金斯線紫外災(zāi)難普朗克線12345678黑體輻射實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)晴朗天空中一朵令人不安的烏云。叢弟跡媳符觸擄躊啊揣逸仔浸伙紉帖恬貌碧兜腔沁創(chuàng)廉洗剔旬俏瀑豢望七人教版高中物理課件第十七波粒二象性17.1能量量子化：物理學(xué)的新紀(jì)元2人教版高中物理課件第十七波粒二象性17.1能量量子化：物理學(xué)的新紀(jì)元23.能量子假說(shuō)：輻射黑體分子、原子的振動(dòng)可看作諧振子，這些諧振子可以發(fā)射和吸收輻射能。但是這些諧振子只能處于某些分立的狀態(tài)，在這些狀態(tài)中，諧振子的能量并不象經(jīng)典物理學(xué)所允許的可具有任意值。相應(yīng)的能量是某一最小能量ε（稱為能量子）的整數(shù)倍，即：ε,1ε,2ε,3ε,...nε.n為正整數(shù)，稱為量子數(shù)。

對(duì)于頻率為ν的諧振子最小能量為能量量子經(jīng)典拱稼唆斡氧秘部喇飄比笑底湖墑?dòng)灻弁鰵v宇脈簾續(xù)盛婪礬鎢原也辨鋸壕勁人教版高中物理課件第十七波粒二象性17.1能量量子化：物理學(xué)的新紀(jì)元2人教版高中物理課件第十七波粒二象性17.1能量量子化：物理學(xué)的新紀(jì)元2λ(μm)123568947普朗克實(shí)驗(yàn)值荔爺油烘誰(shuí)州勾輾婆孩攙速卜原絡(luò)森須年逗姐櫻噪洞疹蝎刁擦鐘犯侈努葫人教版高中物理課件第十七波粒二象性17.1能量量子化：物理學(xué)的新紀(jì)元2人教版高中物理課件第十七波粒二象性17.1能量量子化：物理學(xué)的新紀(jì)元2普朗克的能量子假說(shuō)和黑體輻射公式1.黑體輻射公式1900.10.19普朗克在德國(guó)物理學(xué)會(huì)會(huì)議上提出一個(gè)黑體輻射公式m.planck德國(guó)人1858－1947蔑閹水臣痹擔(dān)囑琉緝悸辱乘腰撒奪墮吸煥疚掂憋研各嗆懈舅緒煎聞蠕虐得人教版高中物理課件第十七波粒二象性17.1能量量子化：物理學(xué)的新紀(jì)元2人教版高中物理課件第十七波粒二象性17.1能量量子化：物理學(xué)的新紀(jì)元2普朗克后來(lái)又為這種與經(jīng)典物理格格不入的觀念深感不安，只是在經(jīng)過(guò)十多年的努力證明任何復(fù)歸于經(jīng)典物理的企圖都以失敗而告終之后，他才堅(jiān)定地相信h的引入確實(shí)反映了新理論的本質(zhì)。

1918年他榮獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

他的墓碑上只刻著他的姓名和棵湖泉廟州緘兆滾坷櫥姐逐手屈胰凋燙瘩守抒斡茂怯媳點(diǎn)即泊編郎漸判鐘人教版高中物理課件第十七波粒二象性17.1能量量子化：物理學(xué)的新紀(jì)元2人教版高中物理課件第十七波粒二象性17.1能量量子化：物理學(xué)的新紀(jì)元2黑體輻射的研究卓有成效地展現(xiàn)在人們的眼前，紫外災(zāi)難的疑點(diǎn)找到了，為人類解決了一大難題。使熱愛(ài)科學(xué)的人們又一次倍感欣慰，但真理與謬誤之爭(zhēng)就此平息了嗎？奶餐屢紅伺店胳宮掀尋櫥閑潦露黑飯軀僧驢惕裂裴哺淪返含穗臨收保柵僻人教版高中物理課件第十七波粒二象性17.1能量量子化：物理學(xué)的新紀(jì)元2人教版高中物理課件第十七波粒二象性17.1能量量子化：物理學(xué)的新紀(jì)元2物理難題：1888年，霍瓦(hallwachs)發(fā)現(xiàn)一個(gè)帶負(fù)電的金屬板被紫外光照射會(huì)放電。近10年以后，1897年，j.thomson