【物理】17.1 能量量子化 课件(人教版选修3-5)

1、第17章波粒二象性第1节能量量子化，由PEP 3-5选出。19世纪末，牛顿定律在各个领域都取得了巨大的成功：不用说，在机械运动方面，在分子物理学方面，它成功地解释了气体的温度、压力和内能。在电磁学中，建立了一个能推导出所有电磁现象的麦克斯韦方程。此外，能量转换和守恒定律，其次是力，电，光和声音，也被发现。当时，许多物理学家陶醉于这些成就和胜利。他们认为物理学已经结束了。1900年，在皇家学会的新年庆典上，著名的物理学家开尔文勋爵发表了一篇展望新世纪的演讲，他说：“科学的建设已经基本完成，而后世的物理学家只需要做一些零碎的修复工作。”开尔文，也就是说，物理学中没有什么新东西，而后世只需要再做一次

2、实验，并在实验数据的小数点后加几个！毕竟，开尔文是一个重视现实、有眼光的科学家。在上面提到的文章中，他还说，“但是在物理学中，在晴朗的天空的远处有两个令人不安的乌云。”这两朵乌云是什么意思？一个与黑体辐射有关，另一个与迈克尔逊实验有关。然而，不到一年后(1900年底)，量子理论从第一片乌云中诞生，然后相对论从第二片乌云中诞生(1905年)。经典物理学的大厦已经完全动摇，物理学已经发展到一个更广阔的领域。可以说，“没有办法从山里的重水中恢复，也没有出路。固体或液体在任何温度下都会发射不同波长的电磁波。这种由于物体中分子和原子的激发而发射电磁波的现象称为热辐射。辐射电磁波的特性与温度有关。温度升高

3、时固体的颜色变化，1。黑体和黑体辐射，1。热辐射现象，1。热辐射及其特性，1。热辐射。由于分子的热运动，当物体辐射的电磁波温度不同时，辐射的波长分布也不同。例如，铁块的温度从不可见的冷光变为暗红色、橙色、黄白色。这种与温度相关的辐射称为热辐射，即热能转化为电磁能的过程。2.对热辐射的初步了解，任何物体在任何温度下都有热辐射，由温度发出的能量，以及电磁波的短波成分，如20瓦白炽灯和200瓦白炽灯，它们都是淡黄色的，明亮而刺眼。直觉：低温物体发射红外光，而高温物体发射可见光。高温物体发出紫外线。注：热辐射与温度有关。激光荧光灯不发出热辐射。3.当被平衡热辐射加热的物体的温度恒定时，物体吸收的能量等

4、于同时辐射的能量。此时获得的辐射称为平衡热辐射。1.定义：所有不同波长的辐射能都能被吸收而不被反射。折射和透射物体称为绝对黑体。简称黑体，由不透明材料制成的带有小孔的空腔可近似视为黑体。研究黑体辐射定律是理解一般物体热辐射特性的基础。黑体辐射的实验规则，黑体模型，空腔中的孔，炼钢炉中的小孔，从远处看敞开的窗口，黑体辐射只取决于处于平衡状态的物体的温度，而与形成黑体的材料的形状、实验装置无关。3.能量假说：辐射黑体分子和原子的振动可以看作是谐振子，它可以发射和吸收辐射能量。然而，这些谐振子只能处于某些离散状态。在这些状态下，谐振子的能量不能有任何经典物理所允许的值。相应的能量是某个最小能量(称为

5、能量)的整数倍，即，1，2，3，n。n是正整数，称为量子数。对于频率为的谐振子，最小能量为，能量，量子，经典，(微米)，1 2 3 5 6 8 9，4，7，1.黑体辐射公式普朗克在德国物理学会会议上提出了黑体辐射公式。从1858年到1947年，普朗克是德国人。2.普朗克被这种与经典物理学不相容的想法深深困扰。只有在十多年的努力证明任何回到经典物理学的尝试都以失败告终之后，他才坚信H的引入真正反映了新理论。1918年，他获得了诺贝尔物理学奖。他的墓碑上只刻着他的名字和黑体辐射。黑体辐射的研究有效地展现在人们的眼前，并发现了紫外线灾难的疑点，为人类解决了一大难题。热爱科学的人又一次感到欣慰，但是真理和谬误之间的争论平息了吗？3.物理问题：1888年，Hallwachs发现带负电的金属板在紫外线照射下会放电。将近10年后，1897年，汤姆森发现了