1　能量量子化

第十七章波粒二象性,物理学的发展历史,19世纪末页，牛顿定律在各个领域里都取得了很大的成功：在机械运动方面不用说，在分子物理方面，成功地解释了温度、压强、气体的内能。在电磁学方面，建立了一个能推断一切电磁现象的Maxwell方程。另外还找到了力、电、光、声等都遵循的规律-能量转化与守恒定律。当时许多物理学家都沉醉于这些成绩和胜利之中。他们认为物理学已经发展到头了。,一、黑体与黑体辐射：,1、热辐射：,我们周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关，所以叫热辐射。,热辐射的特性：,辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而有不同。,直觉:低温物体发出的是红外光炽热物体发出的是可见光高温物体发出的是紫外光,热辐射解释：,一、黑体与黑体辐射：,1、热辐射：,大量带电粒子的无规则热运动引起的。物体中每个分子、原子或离子都在各自平衡位置附近以各种不同频率作无规则的微振动，每个带电微粒的振动都会产生变化的电磁场，从而向外辐射各种波长的电磁波，形成连续的电磁波谱。,任何物体任何温度均存在热辐射,温度升高，发射的能量升高。,热辐射-热能转化为电磁能的过程,一、黑体与黑体辐射：,2、黑体：,如果某种物体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，这种物体就是绝对黑体，简称黑体。,黑体是一个理想化模型,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,不透明的材料制成带小孔的空腔,这个小孔可近似看作黑体。,二、黑体辐射的实验规律：,随着温度的升高，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,实验规律：,经典理论结果与实验事实之间产生的矛盾：,维恩公式在短波区与实验基本一致，而在长波区则偏离很大；,瑞利公式在长波区与实验基本一致，而在短波区与实验严重不符，当波长趋于零时，辐射会变得无穷大，即所谓的“紫外灾难”，这显然是荒谬的.,三、能量子：,1、普朗克能量子假说,振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值的整数倍，当带电微粒辐射或吸收能量时，也是以这个最小能量为单位一份一份地辐射或吸收的。这个不可再分的最小能量值叫做能量子。,在微观世界中能量不能连续变化，只能取分立值，这种现象叫做能量的量子化,三、能量子：,2、普朗克常数,=h,为不同电磁波的最小能量值,h为普朗克常数：,h=6.62610-34焦耳,为不同电磁波的频率,例：光是一种电磁波，可见光的波长的大致范围是400700nm.400nm、700nm电磁辐射的能量子的值各是多少？,例2:如图所示为T1T2温度时黑体辐射强度与波长的关系,则下列说法正确的是(),A.T1T2B.T1T2C.随着温度的升高,各种波长的辐射强度都减小D.随着温度的升高,辐射强度的极大值向短波长方向移动,AD,例3.人眼对绿光最为敏感,正常人的眼睛接收到波长为530nm的绿光时,只要每秒有6个绿光光子射入瞳孔,眼睛就能察觉,普朗克常量h=6.6310-34Js,光速c=3.0108m/s,则人能察觉到绿光的最小功率是()A.2.310-18WB.3.810-19WC.7.010-10WD.1.210-18W,A,例4：小灯泡的功率P=1W，设其发光向四周均匀辐射，平均波长=10-6cm，求在距离d=1.0104m处，每秒钟落在垂直于光线方向上面S=1cm2上的光电子数是多少？(h=6.6310-34JS),1、下列叙述正确的是()A.一切物体都在辐射电磁波B.一般物体辐射电磁波的情况只与温度有关C.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关D.黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波,ACD,2.红橙黄绿四种单色光中,能量最小的是()A.红光B.橙光C.黄光D.绿光,A,3.以下宏观概念哪些是“量子化”的()A.人的身高B.人的体重C.物体的动量D.班里学生个数,D,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.以某一个最少能量值一份一份地辐射和吸收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,5.神光“”装置是我国最大规模,国际上也是为数不多的高功率固体激光