人教版选修35 17.1能量量子化 课件（17张）.ppt

一黑体与黑体辐射 1热辐射现象 1 热辐射 一切物体由于分子 原子受到激发都在辐射电磁波 这种辐射与温度有关 故称为热辐射 2 热辐射强度按波长分布情况随温度变化而不同 温度升高 辐射电磁波中短波长成分更多 所辐射的电磁波的特征与温度有关 当温度升高时 热辐射中较短波长的成分越来越强 例如 在给铁块加热使其温度升高时 从看不出发光到暗红到橙色到黄白色这表明辐射强度 按波长的分布情况随物体的温度而有所不同 2黑体 不透明的材料制成带小孔的空腔 那么射入小孔的电磁波在空腔内表面会发生多次反射和吸收 最终不能从空腔射出 这个小孔可近似看作黑体 黑体 物体除会热辐射外 其表面还会吸收和反射外来的电磁波 如果某物体能够完全吸收入射来的各种波长的电磁波而不发生反射 这物体称为黑体 二 黑体辐射的实验规律 一般材料的物体和黑体辐射电磁波的情况有什么不同呢 实验表明 对于一般材料的物体 辐射电磁波的情况除与温度有关外 还与材料的种类及表面状况有关 而黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关 因而反映了某种具有普通意义的客观规律 于是 在研究热辐射的规律时 人们特别注意对黑体辐射的研究 1实验装置 t 平行光管 三棱镜 t 0123456 m 1700k 1500k 1300k 1100k 2实验结果 黑体热辐射的强度与波长的关系 随着温度的升高 一方面 各种波长的辐射强度都有增加 另一方面 辐射强度的极大值向波长较短的方向移动 3理论解释 德国物理学家维恩和英国物理学家瑞利分别在1896年1900年提出了辐射强度按波长分布的理论公式 维恩公式 短波与实验接近 长波区与实验偏离很大 瑞利 金斯公式 长波区与实验基本一致 短波区与实验严重不符 当波长趋于零时 辐射强度变为无究大 在物理学史称它为 紫外灾难 三 能量子 超越牛顿的发现 维恩公式和瑞利 金斯公式都是用经典物理学的方法来研究热辐射所得的结果 都与实验结果不相符合 明显地暴露了经典物理学的缺陷 因此 当时的物理学家开尔文认为黑体辐射实验是物理学晴朗天空中一朵令人不安的乌云 既然已有的理论不能合理解释黑体辐射的规律 这必然会促使人们去发现新的理论 这就是能量量子化理论 1900年 德国物理学家普朗克提出能量量子化假说 黑体中振动着的带电微粒的能量只能是最小能量值 的整数倍 即 1 2 3 n n为正整数 称为量子数 这些带电微粒发射和吸收的能量也不象经典物理学所允许的可具有任意值 也只能以这个最小能量值 为单位一份份地进行的 最小能量值 叫能量子h是一个常量 后称为普朗克常量 是电磁波的频率 问题与练习 在一杯开水中放入一枝温度计 开水静置室内 可以看到开水的温度逐渐降低的 既然从微观的角度来看能量是一份一份向外辐射的 为什么它的温度不是一段一段地降低 物理难题 1888年 霍瓦 hallwachs 发现一个带负电的金属板被紫外光照射会放电 近10年以后 1897年 j thomson发现了电子 此时 人们认识到那就是从金属表面射出的电子 后来 这些电子被