人教版選修35 能量量子化 課件（17張）.ppt

第十七章波粒二象性17 1能量量子化 教學(xué)目標(biāo) 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(shí)驗(yàn)規(guī)律 掌握黑體熱輻射的強(qiáng)度與波長的關(guān)系 3 知道能量子的概念重點(diǎn)難點(diǎn)1 重點(diǎn) 能量子的概念2 難點(diǎn) 黑體輻射的實(shí)驗(yàn)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(guān) 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(qiáng) 如 固體在溫度升高時(shí)顏色的變化 1 熱輻射現(xiàn)象 一 黑體與黑體輻射 一 熱輻射及其特點(diǎn) 1 熱輻射 由于分子熱運(yùn)動導(dǎo)致物體輻射電磁波溫度不同時(shí)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(guān)的輻射稱為熱輻射熱輻射 熱能轉(zhuǎn)化為電磁能的過程 2 對熱輻射的初步認(rèn)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(guān)外還與材料的種類及表面狀況有關(guān) p27 思考 在研究物體熱輻射時(shí) 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(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) 黑體模型 空腔上的小孔煉鋼爐上的小洞 向遠(yuǎn)處觀察打開的窗子近似黑體 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關(guān) 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 黑體輻射強(qiáng)度和波長關(guān)系 p28 隨著溫度的升高 一方面 各種波長的輻射強(qiáng)度都增強(qiáng) 另一方面 輻射強(qiáng)度的極大值向波長較短的方向移動 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 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(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 稱為能量子 的整數(shù)倍 即 1 2 3 n n為正整數(shù) 稱為量子數(shù) 對于頻率為 的諧振子最小能量為 吸收或輻射能量 量子 經(jīng)典 m 1235689 4 7 普朗克 實(shí)驗(yàn)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(xué)會會議上提出一個(gè)黑體輻射公式 m planck德國人1858 1947 普朗克后來又為這種與經(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 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 使熱愛科學(xué)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(xiàn)一個(gè)帶負(fù)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(xiàn)了電子 此時(shí) 人們認(rèn)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(yīng)的效應(yīng)叫做