1　能量量子化.pptx

1、微观世界的科学,科学的历史不仅是一连串事实、规则和随之而来的数学描述，它也是一部概念的历史。当我们进入一个新的领域时，常常需要新的概念。 普朗克,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尽头了。,背景,1900年，在英国皇家学会的新年庆祝会上，物理学家开尔文作了展望新世纪的发言:,但开尔文毕竟是一位重视现实和有

2、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，”,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,这两朵乌云是指什么呢？,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。,黑体辐射实验,迈克尔逊-莫雷实验,当时的物理理论无法解释黑体辐射的实际情况。,迈克尔逊居然测出在在不同参照系中光的速度是一样的，这在当时是无法理解的。,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。,17、1 能量量子化,1.知道什么叫做热辐射及其特点等 2.知道什

3、么是黑体，知道什么叫做黑体辐射及其特点,本节课学习目标,在火炉旁边有什么感觉？ 投在炉中的铁块开始是什么颜色？过一会又是什么颜色？,加热铁,思考与讨论,铁块依次呈现暗红、赤红、橘红等颜色，直至成为黄白色。,那为什么会感觉到“热”呢？“热”是怎样传到人身上的？,火炉是用电磁辐射的形式把热能向外散发，它不依赖任何外界条件而进行。,而物体由于具有温度而辐射电磁波的现象，我们把它叫做热辐射。我们周围的一切 物体都在辐射电磁波，它是一种物体用电磁辐射的形式把热能向外散发的热传方式。,投在炉中的铁块一开始是什么颜色？过了一会儿之后又是什么颜色？,固体在温度升高时颜色的变化,暗红：可见光（红光）部分较少，不

4、可见光部分较多,赤红：可见光红光和橙光强度增加，不可见光部分强度减少,橘红：可见光红光强度减少，橙光和黄光强度增加，不可见光部分强度减少,黄白：可见光红橙光强度减少，黄绿蓝光强增加，不可见光部分强度减少,结论？,1. 概念：一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关，所以叫做热辐射。,一、热辐射,新课讲授,2. 热辐射的原因：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做无规则的微振动，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。,3. 特点：辐射强度及波长成分的分布随温度变化；随着温度的升高，电磁波的短波成分增加。,注意：

5、激光、日光灯发光不是热辐射,固体在温度升高时颜色的变化,例如：铁块 温度 从看不出发光到暗红经橘红直到黄白色,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,4. 热辐射的主要成分：室温时，主要成分是波长较长的电磁波（不能引起人的视觉）；当温度升高时，波长较短的电磁波成分越来越强。,研究辐射有何意义？,冶金和对星体研究的需要，要根据其发出的光谱确定它的温度,实验研究表明，对于一般材料的物体，辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料的种类即表面情况有关。,要研究辐射规律，能否找出一种物体，它辐射的不同波长的电磁波的强度分布只与温度有关，与物质的材料和表面情况无关。

6、这样就可以反映某种具有普遍意义的客观规律。,这样的物体有没有呢？,有，就是黑体。,一座楼房的窗子已打开，如果从远处观察，打开的窗子与关闭的窗子有什么不同？为什么？,从远处观察打开的窗子近似黑色。 因为由远处观察打开的窗子近似黑体,思考与讨论,物体表面能够吸收和反射外界射来的电磁波。 如果某种物体能够在任何温度下，对入射的任何波长的电磁波都完全吸收，而 不发生反射，这种物体就是绝对黑体，简称黑体。,不透明材料 制成的带小孔的空腔,黑体模型：,二、黑体与黑体辐射,在空腔壁上开一个很小的孔，摄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。 这个小孔就成了一个绝对黑体。,1.概念

7、：,黑体发出的电磁辐射。它比同温度下任何其他物体发出的电磁辐射都强。,2.黑体辐射：,黑体模型,空腔上的小孔,向远处观察打开的窗子近似黑体,炼钢炉上的小洞,1. 黑体是个理想化的模型。 例：开孔的空腔，远处的窗口等可近似看作黑体。 2. 对于黑体，在相同温度下的辐射规律是相同的。 3. 一般物体的辐射与温度、材料的种类及表面状况有关，但 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遍意义的客观规律。,请注意,因此，在研究热辐射的规律时，人们特别注意对黑体辐射的研究。,课堂小结,一、热辐射 1.定义： 2.热辐射的原因： 3.特点： 4.热辐射的主要成分： 二、黑体

8、与黑体辐射 1.黑体的定义: 2.黑体辐射,一、热辐射,一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关，所以叫做热辐射。,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做无规则的微振动，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。,2. 热辐射的原因：,1.定义：,3. 特点：辐射强度及波长成分的分布随温度变化；随着温度的升高，电磁波的短波成分增加。,注意： 激光、日光灯发光不是热辐射,课堂小结,4. 热辐射的主要成分： 室温时，主要成分是波长较长的电磁波（不能引起人的视觉）；当温度升高时， 波长较短的电磁波成分越来越强。,课堂小结,1. 概念：,如果某种物体能够在任何温度下，对入射的任何波长的电磁波都完全吸收，而不 发生反射，这种物体就是绝对黑体，简称黑体。,二、黑体与黑体辐射,黑体发出的电磁辐射。它比同温度下任何其他物体发出的电磁辐射都强。,2.黑