1能量量子化mxy.ppt

1、第一节 能量量子化,1、知识与技能,了解什么是热辐射及热辐射的特性，了解黑体与黑体辐射 了解黑体辐射的实验规律，了解黑体热辐射的强度与波长的关系 了解能量子的概念,了解微观世界中的量子化现象。 比较宏观物体和微观粒子的能量变化特点。 体会量子论的建立深化了人们对于物质世界的认识。,2、过程与方法,3、情感态度与价值观,领略自然界的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲，乐于探究自然界的奥秘，能体验探索自然规律的艰辛与喜悦。,重点 能量子的概念 难点 黑体辐射的实验规律,本节知识线索,冶金工业的发展及对恒星研究的需要促进了对黑体辐射问题的研究,经典理论对黑体辐射实验规律的研究,难以解决的矛盾（维

2、斯公式、瑞利公式）,普朗克能量子假设,数学推理（黑体辐射的强度按波长分布的公式）,与实验事实的对照,1、在火炉旁边有什么感觉？ 2、投在火炉中的铁块刚开始是什么颜色？过一会儿又是什么颜色。,思考与讨论,800k,1200k,1200k,1400k,1、一切物体在任何温度下，都要向外辐射电磁波。 2、电磁波能量的高低、电磁波按波长分布的情况 都与温度有关，故称为热辐射。,室温- 热辐射中波长较长的电磁波不引起人的视觉 温度升高- 波长较短的电磁波成分越来越强,3、热辐射的主要成分:,热辐射,一座建设中的楼房还没安装窗子，尽管室内已经粉刷，如果从远处看，把窗内的亮度与楼房外墙的亮度相比，你会发现什

3、么？为什么？,思考与讨论,一、黑体与黑体辐射,1、黑体定义：能完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，这种物体称为绝对黑体。简称黑体。,用不透明材料制成一空心容器， 壁上开一小孔，可看成绝对黑体,黑体模型,为什么要研究黑体呢？生活中有黑体吗？,2、研究黑体辐射的意义： 一般材料物体，辐射电磁波的情况除与温度有关，还与材料的种类及表面状况有关； 黑体辐射特点：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遍意义的客观规律。 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,黑体是个理想化的模型,不同温度，辐射强度不同。随着温度的升高，各种波长的强度有所增加，而且，

4、辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。,二、黑体辐射的实验规律,1、研究对象,2、利用分光技术和热电偶等设备测出它辐射的电磁波强度按波长的分布情况,3、两坐标轴代表什么物理量？,4、看其中一条图线，图线的起伏说明什么问题？,说明在相同的加热温度下，黑体辐射的强度是变化的，有一个峰值。,5、由图线看出，辐射强度与温度有什么关系？极大值是怎样变化？,公式只适用于长波段, 而在紫外区与实验不符 - 紫外灾难。 黑体辐射实验是物理学晴朗天空中一朵令人不安的乌云。,6、怎样解释黑体辐射的实验规律？ 物体中存在着不停运动的带电微粒，按照当时物理学的认识，每个带电微粒的振动都产生变化的电磁场，从而产生电磁辐

5、射。,1、能量子说-超越牛顿的假设 1900年，普郎克做出了这样的大胆假设： 振动着的带电微粒的能量是某一最小能量（称为能量子）整数倍。例如，可能是, 2, 3, .当带电微粒辐射或吸收能量时，也是以这个最小能量值为单位一份一份辐射或吸收的。,不可再分的最小能量值为：,h是普朗克常量,三、普朗克的能量子假说,为电磁波的频率,2、微观粒子只能一份一份地按不连续方式辐射或吸收能量,量子化、分立！,举例说明？,普朗克公式与实验结果的比较。曲线是根据普朗克的公式做出的，小圆代表实验值,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，只是在经过十多年的努力证明任何复归于经典物理的企图都以失败而告终之后，他才坚定地相信 h 的引入确实反映了新理论的本质。 1918年