波粒二象性第一節(jié)第一頁，共十五頁，2022年，8月28日于是1900年英國物理學(xué)家開爾文在瞻望20世紀(jì)物理學(xué)的發(fā)展的文章中說到：

“在已經(jīng)基本建成的科學(xué)大廈中，后輩的物理學(xué)家只要做一些零碎的修補(bǔ)工作就行了?！?/p>

--開爾文--也就是說：物理學(xué)已經(jīng)沒有什么新東西了，后一輩只要把做過的實(shí)驗(yàn)再做一做，在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的小數(shù)點(diǎn)后面在加幾位罷了！

但開爾文畢盡是一位重視現(xiàn)實(shí)和有眼力的科學(xué)家，就在上面提到的文章中他還講到：

“但是，在物理學(xué)晴朗天空的遠(yuǎn)處，還有兩朵令人不安的烏云，----”第二頁，共十五頁，2022年，8月28日這兩朵烏云是指什么呢？熱輻射實(shí)驗(yàn)邁克爾遜-莫雷實(shí)驗(yàn)后來的事實(shí)證明，正是這兩朵烏云發(fā)展成為一埸革命的風(fēng)暴，烏云落地化為一埸春雨，澆灌著兩朵鮮花。第三頁，共十五頁，2022年，8月28日普朗克量子力學(xué)的誕生相對(duì)論問世這兩朵烏云到底是什么回事呢？經(jīng)典力學(xué)量子力學(xué)相對(duì)論微觀領(lǐng)域高速領(lǐng)域第四頁，共十五頁，2022年，8月28日波粒二象性

第1節(jié)能量量子化:物理學(xué)的新紀(jì)元第五頁，共十五頁，2022年，8月28日思考與討論1:在火爐旁邊有什么感覺?投在爐中的鐵塊開始是什么顏色?過一會(huì)有是什么顏色?任何溫度下，宏觀物體都要向外輻射電磁波。電磁波能量的多少，以及電磁波波長的分布都與溫度有關(guān)，故稱為熱輻射。室溫時(shí)波長較長的電磁波高溫波長較短的電磁波熱輻射的主要成分:無論是高溫物體還是低溫物體，都有熱輻射，所輻射的能量及其按波長的分布都隨溫度而變化。一、熱輻射熱輻射---熱能轉(zhuǎn)化為電磁能的過程第六頁，共十五頁，2022年，8月28日熱輻射解釋：大量帶電粒子的無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)引起的。物體中每個(gè)分子、原子或離子都在各自平衡位置附近以各種不同頻率作無規(guī)則的微振動(dòng)，每個(gè)帶電微粒的振動(dòng)都會(huì)產(chǎn)生變化的電磁場，從而向外輻射各種波長的電磁波，形成連續(xù)的電磁波譜。熱平衡狀態(tài)：向外發(fā)射的電磁波能量=從外界吸收的能量第七頁，共十五頁，2022年，8月28日二、黑體與黑體輻射⑴定義：如果一個(gè)物體在任何溫度下，對(duì)任何波長的電磁波都完全吸收，而不反射與透射，則稱這種物體為絕對(duì)黑體，簡稱黑體。用不透明材料制成一空心容器，壁上開一小孔，可看成絕對(duì)黑體第八頁，共十五頁，2022年，8月28日⑵說明：①黑體是個(gè)理想化的模型。例：開孔的空腔，遠(yuǎn)處的窗口等可近似看作黑體。一般的材料的物體，輻射電磁波的情況除與溫度有關(guān)外還與材料的種類及表面狀況有關(guān)．②對(duì)于黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布只與黑體的溫度有關(guān)．三、黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律1）測量黑體輻射的實(shí)驗(yàn)原理圖：第九頁，共十五頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)裝置T平行光管三棱鏡T第十頁，共十五頁，2022年，8月28日2）輻射強(qiáng)度：

單位時(shí)間內(nèi)從物體單位面積上所發(fā)射的各種波長的總輻射能，稱為輻射強(qiáng)度。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：隨溫度的升高①各種波長的輻射強(qiáng)度都在增加；②輻射強(qiáng)度的最大值向短波方向移動(dòng)。第十一頁，共十五頁，2022年，8月28日3)經(jīng)典物理學(xué)所遇到的困難——解釋實(shí)驗(yàn)曲線1）維恩的半經(jīng)驗(yàn)公式：公式適合于短波波段，長波波段與實(shí)驗(yàn)偏離。公式只適用于長波段,而在紫外區(qū)與實(shí)驗(yàn)不符,----紫外災(zāi)難2）瑞利----金斯公式玻爾茲曼常數(shù)k=1.38065810-23J/K實(shí)驗(yàn)瑞利-瓊斯線維恩線T=1646k第十二頁，共十五頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)瑞利-瓊斯線維恩線T=1646k普朗克線普朗克的擬合結(jié)果三、能量子：超越牛頓的發(fā)現(xiàn)第十三頁，共十五頁，2022年，8月28日普朗克能量子假說振動(dòng)著的帶電微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整數(shù)倍

E=nεn=1,2,…ε叫能量子，簡稱量子，n為量子數(shù)，它只取正整數(shù)——能量量子化

*當(dāng)帶電微粒輻射或吸收能量只能一份一份地按不連續(xù)方式輻射或吸收能量

h=6.62610-34J.S。----普朗克常數(shù)

三、能量子：超越牛頓的發(fā)現(xiàn)*最小能量為：ε=h

是電磁波的頻率．第十四頁，共十五頁，2022年，8月28日意義：

Planck拋棄了經(jīng)典物理中的能量可連續(xù)變化、物體輻射或吸收的能量可以為任意值的舊觀點(diǎn)，提出了能量子、物體輻射或吸收能量只能一份一份地按不連續(xù)