1、,無錫市第一中學,瓜州縣第一中學 羅建軍,1900年，在英國皇家學會的新年慶祝會上,著名物理學家開爾文勛爵作了展望新世紀的發(fā)言:,也就是說：物理學已經(jīng)沒有什么新東西了，后一輩只要把做過的實驗再做一做，在實驗數(shù)據(jù)的小數(shù)點后面在加幾位罷了！,但開爾文畢竟是一位重視現(xiàn)實和有眼力的科學家，就在上面提到的文章中他還講到：,這兩朵烏云是指什么呢？,一朵與黑體輻射有關， 另一朵與邁克爾遜實驗有關。,然而, 事隔不到一年(1900年底)，就從第一朵烏云中降生了量子論，緊接著(1905年)從第二朵烏云中降生了相對論。經(jīng)典物理學的大廈被徹底動搖，物理學發(fā)展到了一個更為遼闊的領域。正可謂“山重水復疑無路, 柳暗花明

2、又一村,固體或液體，在任何溫度下都在發(fā)射各種波長的電磁波，這種由于物體中的分子、原子受到激發(fā)而發(fā)射電磁波的現(xiàn)象稱為熱輻射。所輻射電磁波的特征與溫度有關。,固體在溫度升高時顏色的變化,1. 熱輻射現(xiàn)象,黑體與 黑體輻射,任何物體都具有不斷輻射、吸收、發(fā)射電磁波的本領。一般物體輻射能量與T有關;還與材料.表面積有關,實驗:加熱鐵,直覺: 低溫物體發(fā)出的是紅外光 熾熱物體發(fā)出的是可見光 高溫物體發(fā)出的是紫外光 注意： 熱輻射與溫度有關 激光 日光燈發(fā)光不是熱輻射,能全部吸收各種波長的輻射能而不發(fā)生反射，折射和透射的物體稱為絕對黑體。簡稱黑體,2. 黑體輻射實驗規(guī)律,不透明的材料制成帶小孔的空腔,可近

3、似看作黑體。,黑體模型,研究黑體輻射的規(guī)律是了解一般物體熱輻射性質的基礎。,黑體模型,空腔上的小孔,向遠處觀察打開的窗子 近似黑體,平衡態(tài)時 黑體輻射只依賴于物體的溫度,與構成黑體的材料 形狀無關,3.黑體輻射:,實驗結論:,1.溫度越高,輻射能越大;,2.與最大輻射能對應的波長向短波方向移動,兩種理論:,維恩公式:,短波適合;長波不符合,瑞利公式:,長波適合;短波荒唐,紫外災難,普朗克理論 :,在發(fā)射和吸收能量的時候，不是連續(xù)不斷，而是分成一份一份的。能量是h 的整數(shù)倍。,黑體輻射(二),黑體輻射實驗是物理學晴朗天空中 一朵令人不安的烏云。,=h,輻射黑體分子、原子的振動可看作諧振子，這些諧

4、振子可以發(fā)射和吸收輻射能。但是這些諧振子只能處于某些分立的狀態(tài)，在這些狀態(tài)中，諧振子的能量并不象經(jīng)典物理學所允許的可具有任意值。相應的能量是某一最小能量（稱為能量子）的整數(shù)倍，即：, 1 , 2 , 3 , . n . n為正整數(shù)，稱為量子數(shù)。,能量,量子,經(jīng)典,h=6.626*10-34J.s,能量子 超越牛頓的發(fā)現(xiàn),問題: 既然燈向外輻射的光能是分立的，一份份的。 為何我們看不到燈的亮度發(fā)生變化？,結論： 1。在宏觀尺度內研究物體的運動時我們可以認為：物體的運動是連續(xù)的,能量變化是連續(xù)的,不必考慮量子化,2。在研究微觀粒子時必需考慮能量量子化,問題與結論,看下列一組照片能否給你一點啟發(fā),三

5、、能量子 超越牛頓的發(fā)現(xiàn),微觀世界的某些規(guī)律，在我們宏觀世弄看來可能非常奇怪。,1900年12月14日，普朗克在柏林宣讀了他關于黑體輻射的論文，宣告了量子的誕生。那一年他42歲。普朗克把能量子引入物理學,正確地破除了”能量連續(xù)變化”的傳統(tǒng)觀念,成為現(xiàn)代物理學思想的基石之一, 為我們打開了量子之門,就在1900年，一個名叫愛因斯坦(Albert Einstein)的青年從蘇黎世聯(lián)邦工業(yè)大學(ETH)畢業(yè)，正在為將來的生活發(fā)愁。5年后他受量子化啟發(fā)提出了光量子,成功的解釋了光電效應.,能量量子化:物理學的新紀元,就在那一年,在丹麥，15歲的玻爾(Niels Bohr)正在哥本哈根的中學里讀書。玻爾

6、有著好動的性格。學習方面，他在數(shù)學和科學方面顯示出了非凡的天才，但是他的笨拙的口齒和慘不忍睹的作文卻是全校有名。13年后他提出了原子軌道量子化. 德布羅意(Louis de Broglie)當時8歲，還正在家里接受良好的幼年教育。后來他提出了物質波. 再過12個月，維爾茲堡(Wurzberg)的一位著名希臘文學教授就要喜滋滋地看著他的寶貝兒子小海森堡(Werner Karl Heisenberg)呱呱墜地。 以上人物都將在我們的課文中出現(xiàn).請同學們記住他們的名字.,能量量子化:物理學的新紀元,課堂練習,2.在白天,對面樓房的窗戶看上去是黑色的,而外墻面是亮的.為什么?,1.燈向外輻射的能量是最小能量的整數(shù)倍.那么紅