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文档简介

1能量量子化:物理学的新纪元

第十七章波粒二象性

19世纪末，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麦克斯伟方程。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。

1900年，在英国皇家学会的新年庆祝会上,著名物理学家开尔文勋爵作了展望新世纪的发言:

“科学的大厦已经基本完成，后辈的物理学家只要做一些零碎的修补工作就行了。”

--开尔文--

也就是说：物理学已经没有什么新东西了，后一辈只要把做过的实验再做一做，在实验数据的小数点后面在加几位罢了！

但开尔文毕尽是一位重视现实和有眼力的科学家，就在上面提到的文章中他还讲到：

“但是，在物理学晴朗天空的远处，还有两朵令人不安的乌云，----”这两朵乌云是指什么呢？一朵与黑体辐射有关，另一朵与迈克尔逊实验有关。

然而,事隔不到一年(1900年底)，就从第一朵乌云中降生了量子论，紧接着(1905年)从第二朵乌云中降生了相对论。经典物理学的大厦被彻底动摇，物理学发展到了一个更为辽阔的领域。正可谓“山重水复疑无路,柳暗花明又一村

固体或液体，在任何温度下都在发射各种波长不同的电磁波，这种由于物体中的分子、原子受到激发而发射电磁波的现象称为热辐射。所辐射电磁波的特征与温度有关。铁块在温度升高时颜色的变化1400K800K1000K1200K1.热辐射现象从看不出发光到暗红到橙色到黄白色紫靛电磁波谱分布示意图电磁波谱直觉:

低温物体发出的是红外线(光)

炽热物体发出的是可见光高温物体发出的是紫外线(光)注意：

热辐射与温度有关

能够全部吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体称为绝对黑体。简称黑体

不透明的材料制成带小孔的的空腔,这个小孔可近似看作黑体。黑体模型

研究黑体辐射的规律是了解一般物体热辐射性质的基础。2.黑体辐射

向远处观察打开的窗子近似黑体3.能量子假说:(超越牛顿的发现)

振动着的带电微粒能量只能是某一最小能量ε（称为能量子）的整数倍，即可能是ε,2ε,3ε,...nε.n为正整数，称为量子数。并不象经典物理学所允许的可具有任意值。

对于频率为ν的谐振子最小能量为能量量子经典普朗克的能量子假说和黑体辐射公式

黑体辐射公式1900.10.19普朗克在德国物理学会会议上提出一个黑体辐射公式M.Planck

德国人1858－1947λ(μm)123568947普朗克公式实验值辐射强度

普朗克后来又为这种与经典物理格格不入的观念深感不安，只是在经过十多

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