高二物理人教版選修3-5 17.1《能量量子化》(共17張PPT).ppt

1、第十七章 波粒二象性17.1能量量子化：物理學的新紀元,教學目標,（1）了解什么是熱輻射及熱輻射的特性，了解黑體與黑體輻射 （2）知道黑體輻射的實驗規(guī)律，掌握黑體熱輻射的強度與波長的關系 （3）知道能量子的概念 重點難點 1、重點: 能量子的概念 2、難點: 黑體輻射的實驗規(guī)律,知識鋪墊,我們周圍的一切物體，都在輻射電磁波，所輻射電磁波的特征與溫度有關，所以叫做熱輻射。 只不過有些電磁波波長太長，不能引起人的視覺。溫度升高，熱輻射中較短波長的成分越來越強。,如：固體在溫度升高時顏色的變化,1. 熱輻射現象,一.黑體與 黑體輻射,一、 熱輻射及其特點,1. 熱輻射,由于分子熱運動導致物體輻射電磁

2、波 溫度不同時 輻射的波長分布不同,例如前面所說的：鐵塊 溫度 從看不出發(fā)光到暗紅到橙色到黃白色,這種與溫度有關的輻射 稱為熱輻射 熱輻射 - 熱能轉化為電磁能的過程,2. 對熱輻射的初步認識,任何物體任何溫度均存在熱輻射,一般物體不只是自身輻射電磁，還會吸收、反射其他物體的電磁波，一般材料的物體輻射電磁波的情況，除了和溫度有關外還與材料的種類及表面狀況有關（P27）。,思考：在研究物體熱輻射時，如何排除物體反射其他物體熱輻射的影響呢？,研究只是輻射而不反射電磁波的物體更具有普遍意義,能全部吸收各種波長的輻射能而不發(fā)生反射，折射和透射的物體稱為絕對黑體。簡稱黑體,二. 黑體輻射實驗規(guī)律,不透明

3、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的基礎。,黑體模型,空腔上的小孔 煉鋼爐上的小洞,向遠處觀察打開的窗子 近似黑體,黑體輻射只依賴于物體的溫度,與構成黑體的材料 形狀無關,實驗結果,黑體輻射強度和波長關系（P28）： 隨著溫度的升高，一方面，各種波長的輻射強度都增強，另一方面，輻射強度的極大值向波長較短的方向移動,黑體輻射實驗是物理學晴朗天空中 一朵令人不安的烏云。,三.能量子假說：輻射黑體分子、原子的振動可看作諧振子，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典物理學所

4、允許的可具有任意值。相應的能量是某一最小能量（稱為能量子）的整數倍，即：, 1, 2, 3, . n. n為正整數，稱為量子數。,對于頻率為的諧振子最小能量為,吸收或輻射能量,量子,經典,(m),1 2 3 5 6 8 9,4,7,普朗克,實驗值,普朗克的能量子假說和黑體輻射公式,1.黑體輻射公式1900.10.19 普朗克在德國物理學會會議上提出一個黑體輻射公式,M.Planck 德國人 18581947,普朗克后來又為這種與經典物理格格不入的觀念深感不安，只是在經過十多年的努力證明任何復歸于經典物理的企圖都以失敗而告終之后，他才堅定地相信h的引入確實反映了新理論的本質。 1918年他榮獲諾貝爾物理學獎。 他的墓碑上只刻著他的姓名和,黑體輻射的研究卓有成效地展現在人們的眼前，紫外災難的疑點找到了，為人類解決了一大難題。使熱愛科學的人們又一次倍感欣慰，但真理與謬誤之爭就此平息了嗎？,物理難題：1888年，霍瓦(Hallwachs)發(fā)現一個帶負電的金屬板被紫外光照射會放電。近10年以后，1897年，J.Thomson發(fā)現了電子 ，此時，人們認識到那就是從金屬表面射出的電子，后來，這些電子被稱作光電子(photoelectron)，相應的效應叫做光電效應。人們本著對光的完美理論（光的波動性、電磁理論）進行解釋會出現什么