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1、第1节 能量量子化,学习目标:1、了解黑体辐射及其特性，感悟以实验为基础的科学方法 2、了解能量子的概念及提出过程，领会这一科学过程中科学家的思想 3、通过观察热辐射的强度与波长的关系图像，培养观察能力 4、理解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物质世界的认识,一、黑体辐射及其特点,1.热辐射,由于分子热运动导致物体辐射电磁波温度不同时 辐射的波长分布不同,这种与温度有关的辐射 称为热辐射热辐射-热能转化为电磁能的过程,固体在温度升高时颜色的变化,一切物体都在辐射与物体温度有关的电磁波。,2.对热辐射的初步认识,任何物体任何温度均存在热辐射,温度 发射的能量,电磁波
2、的短波成分,如一个20瓦的白炽灯和一个200瓦的白炽灯,昏黄色,贼亮 刺眼,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注意：热辐射与温度有关 激光 日光灯发光是热辐射吗？,能全部吸收各种波长的辐射能而不发生反射，折射和透射的物体称为绝对黑体。简称黑体,3.黑体辐射实验规律,不透明的材料制成带小孔的的空腔,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。,黑体模型,空腔上的小孔炼钢炉上的小洞,向远处观察打开的窗子近似黑体,实验装置,实验结果,黑体辐射实验是物理学晴朗天空中 一朵令人不安的乌云。,(m),1 2 3 5 6 8 9,4
3、,7,普朗克,实验值,普朗克的能量子假说和黑体辐射公式,1.黑体辐射公式 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 18581947,2.能量子假说：辐射黑体分子、原子的振动可看作谐振子，这些谐振子可以发射和吸收辐射能。但是这些谐振子只能处于某些分立的状态，在这些状态中，谐振子的能量并不象经典物理学所允许的可具有任意值。相应的能量是某一最小能量（称为能量子）的整数倍，即：,1,2,3,.n.n为正整数，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,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
4、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年他荣获诺贝尔物理学奖。他的墓碑上只刻着他的姓名和,看下列一组照片能否给你一点启发,1900年12月14日，普朗克在柏林宣读了他关于黑体辐射的论文，宣告了量子的诞生。那一年他42岁。普朗克把能量子引入物理学,正确地破除了”能量连续变化”的传统观念,成为现代物理学思想的基石之一,为我们打开了量子之门,就在1900年，一个名叫爱因斯坦(Albert Einstein)的青年从苏黎世联邦工业大学(ETH)毕业，正在为将来的生活发愁。5年后他受量子化启发提出了光量子,成功的解释了光电效应.,能量量子化:物理学的新纪元,就在那一
5、年,在丹麦，15岁的玻尔(Niels Bohr)正在哥本哈根的中学里读书。玻尔有着好动的性格。学习方面，他在数学和科学方面显示出了非凡的天才，但是他的笨拙的口齿和惨不忍睹的作文却是全校有名。13年后他提出了原子轨道量子化.德布罗意(Louis de Broglie)当时8岁，还正在家里接受良好的幼年教育。后来他提出了物质波.再过12个月，维尔兹堡(Wurzberg)的一位著名希腊文学教授就要喜滋滋地看着他的宝贝儿子小海森堡(Werner Karl Heisenberg)呱呱坠地。以上人物都将在我们的课文中出现.请同学们记住他们的名字.,能量量子化:物理学的新纪元,课堂练习,3.在白天,对面楼房的窗户看上去是黑色的,而外墙面是亮的.为什么?,1.请你填空:在做全国人口普查时我们关心的是:现在全国有几_人,班级小组长在数人数时常用:一_,两_;等.,4.光源发出的光能是一份一份的,那么每份光能是怎样传到你的眼睛里呢?是均匀分布在两只眼睛里？还是每份只传给一只眼睛上的某一处呢?请你与同桌讨论一下,说说你的猜想.,2.灯向外辐射的能量是最小能量的整数倍.那么红光的最小能量比紫光的最小能量大还是小?,本节课的主要知识:微观粒子的运动是不连续的,在发射和吸收能量的时候，不是连续的，而是一份一份的。能量是h 的整数倍。每份能量为:E=h,
