第一节能量量子化

第十七章波粒二象性第一节能量量子化物理学的特点•概念和规律构成了物理学大厦•现象和实验铺就物理探究之路•数学方法和公式铸造解决问题的利刃•物理知识：现象知识、概念知识、规律知识力学大厦构造者•伽利略牛顿拉格朗日电磁学大厦构造者安培法拉第焦耳赫兹麦克斯韦亥姆霍兹十九世纪的最后一天：物理学如此完美英国威廉.汤姆生（开尔文男爵）•“物理大厦已经落成，所剩只是一些修饰工作”。同时，他在展望20世纪物理学前景时，却若有所思地讲道:“动力理论肯定了热和光是运动的两种方式，现在，它的美丽而晴朗的天空却被两朵乌云笼罩了”•威廉.汤姆生在1900年4月曾发表过题为《19世纪热和光的动力学理论上空的乌云》的文章。•他所说的第一朵乌云，主要是指迈克尔逊-莫雷实验结果和以太漂移说相矛盾;•他所说的第二朵乌云，主要是指热学中的能量均分定则在气体比热以及热辐射能谱的理论解释中得出与实验不等的结果，其中尤以黑体辐射理论出现的紫外灾难最为突出。书写新科学史的历史人物爱因斯坦普朗克狄拉克波尔海森堡卢瑟福玛丽居里哈恩学习近代物理要注意的问题•近代物理实验是发现和发展物理理论的基础•实验和原有经典理论的矛盾是产生新理论的源泉•社会的需要和科学家的努力与智慧是新理论诞生的动力•学习的要点：关注现象、理解新理论对现象的解释、掌握简单应用17章波粒二象性量子理论的建立机械波和电磁波描述波的物理量波长λ波速v周期T频率f或者ν机械波和电磁波横波纵波水波声波机械波和电磁波电磁波：周期性变化的电磁场的传播过程形成电磁波真空中C=λf=λ/T频率高，波长小频率低，波长大机械波和电磁波可见光是电磁波红光波长长，频率小紫光波长短，频率大任何物体都会辐射电磁波热水杯电插头高温物体的热辐射钢水燃烧的煤燃烧的液化气17.I能量量子化黑体、黑体辐射阅读思考27-28页•什么是热辐射？热辐射的特点？•物体辐射电磁波的情况，与什么因素有关？•什么是黑体？为什么要选择“黑体”研究辐射规律？•黑体辐射的实验规律的表述和图像？•维恩（德）和瑞利（英）利用什么理论研究辐射强度按波长分布的理论公式？出现什么问题？黑体辐射源分光镜热电偶黑体与黑体辐射1.基本知识(1)热辐射我们周围的一切物体都在辐射．这种辐射与物体的有关，所以叫做热辐射．物体热辐射中随温度的升高，辐射的的电磁波的成分越来越强．(2)黑体某种物体能够吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，这种物体就是，简称．电磁波温度较短波长完全绝对黑体黑体温度温度增加波长较短(4)维恩和瑞利的理论解释①建立理论的基础：依据和的知识寻求黑体辐射的理论解释．②维恩公式：在与实验非常接近，在则与实验偏离很大．③瑞利公式：在与实验基本一致，但在与实验严重不符，由理论得出的荒谬结果被称为“紫外灾难”．热学电磁学短波区长波区长波区短波区4．一般物体和黑体的热辐射、反射、吸收的特点热辐射不一定需要高温，任何温度下都能发生热辐射，只是温度低时辐射弱，温度高时辐射强．在一定温度下，不同物体所辐射的光谱的成分有显著不同.能量子阅读28页•实验现象与经典热学、电磁学理论相矛盾，引发哪位科学家在思想上的突破？•普朗克的能量子的观点的内容？能量子的定义式？普朗克常数的数值和单位？•根据量子观点，带电微粒在吸收和辐射能量时，遵守什么规律？•经典理论认为物体的能量值有什么特点？普朗克假设认为微观粒子的能量值有什么特点？•普朗克假设的思想价值？能量子1.基本知识(1)普朗克的假设振动着的带电微粒能量只能是某一最小能量值ε的．即：能的辐射或者吸收只能是的．这个不可再分的最小能量值ε叫做．(2)能量子公式ε＝hν，其中ν是电磁波的频率，h称为．h＝J·s.(一般取h＝6.63×10－34J·s)整数倍一份一份能量子普朗克常量6.626×10－34(3)能量的量子化在微观世界中能量是的，或者说微观粒子的能量是的．这种现象叫能量的量子化．(4)普朗克理论①借助于能量子的假说，普朗克得出了黑体辐射的强度按的公式，与实验符合之好令人击掌叫绝．②普朗克在1900年把能量子列入物理学，正确地破除了“”的传统观念，成为新物理学思想的基石之一．量子化分立波长分布能量连续变化4．对于带电微粒的辐射和吸收能量时的特点，以下说法正确的是()A．以某一个最小能量值一份一份地辐射或吸收B．辐射和吸收的能量是某一最小值的整数倍C．吸收的能量可以是连续的D．辐射和吸收的能量是量子化的ABD