1能量量子化mxy.ppt

1、第一節(jié) 能量量子化,1、知識與技能,了解什么是熱輻射及熱輻射的特性，了解黑體與黑體輻射 了解黑體輻射的實驗規(guī)律，了解黑體熱輻射的強度與波長的關系 了解能量子的概念,了解微觀世界中的量子化現(xiàn)象。 比較宏觀物體和微觀粒子的能量變化特點。 體會量子論的建立深化了人們對于物質世界的認識。,2、過程與方法,3、情感態(tài)度與價值觀,領略自然界的奇妙與和諧，發(fā)展對科學的好奇心與求知欲，樂于探究自然界的奧秘，能體驗探索自然規(guī)律的艱辛與喜悅。,重點 能量子的概念 難點 黑體輻射的實驗規(guī)律,本節(jié)知識線索,冶金工業(yè)的發(fā)展及對恒星研究的需要促進了對黑體輻射問題的研究,經(jīng)典理論對黑體輻射實驗規(guī)律的研究,難以解決的矛盾（維

2、斯公式、瑞利公式）,普朗克能量子假設,數(shù)學推理（黑體輻射的強度按波長分布的公式）,與實驗事實的對照,1、在火爐旁邊有什么感覺？ 2、投在火爐中的鐵塊剛開始是什么顏色？過一會兒又是什么顏色。,思考與討論,800k,1200k,1200k,1400k,1、一切物體在任何溫度下，都要向外輻射電磁波。 2、電磁波能量的高低、電磁波按波長分布的情況 都與溫度有關，故稱為熱輻射。,室溫- 熱輻射中波長較長的電磁波不引起人的視覺 溫度升高- 波長較短的電磁波成分越來越強,3、熱輻射的主要成分:,熱輻射,一座建設中的樓房還沒安裝窗子，盡管室內(nèi)已經(jīng)粉刷，如果從遠處看，把窗內(nèi)的亮度與樓房外墻的亮度相比，你會發(fā)現(xiàn)什

3、么？為什么？,思考與討論,一、黑體與黑體輻射,1、黑體定義：能完全吸收入射的各種波長的電磁波而不發(fā)生反射，這種物體稱為絕對黑體。簡稱黑體。,用不透明材料制成一空心容器， 壁上開一小孔，可看成絕對黑體,黑體模型,為什么要研究黑體呢？生活中有黑體嗎？,2、研究黑體輻射的意義： 一般材料物體，輻射電磁波的情況除與溫度有關，還與材料的種類及表面狀況有關； 黑體輻射特點：輻射電磁波的強度按波長的分布只與黑體的溫度有關，因而反映了某種具有普遍意義的客觀規(guī)律。 于是在研究熱輻射的規(guī)律時，人們特別注意對黑體輻射的研究,黑體是個理想化的模型,不同溫度，輻射強度不同。隨著溫度的升高，各種波長的強度有所增加，而且，

4、輻射強度的極大值向波長較短的方向移動。,二、黑體輻射的實驗規(guī)律,1、研究對象,2、利用分光技術和熱電偶等設備測出它輻射的電磁波強度按波長的分布情況,3、兩坐標軸代表什么物理量？,4、看其中一條圖線，圖線的起伏說明什么問題？,說明在相同的加熱溫度下，黑體輻射的強度是變化的，有一個峰值。,5、由圖線看出，輻射強度與溫度有什么關系？極大值是怎樣變化？,公式只適用于長波段, 而在紫外區(qū)與實驗不符 - 紫外災難。 黑體輻射實驗是物理學晴朗天空中一朵令人不安的烏云。,6、怎樣解釋黑體輻射的實驗規(guī)律？ 物體中存在著不停運動的帶電微粒，按照當時物理學的認識，每個帶電微粒的振動都產(chǎn)生變化的電磁場，從而產(chǎn)生電磁輻

5、射。,1、能量子說-超越牛頓的假設 1900年，普郎克做出了這樣的大膽假設： 振動著的帶電微粒的能量是某一最小能量（稱為能量子）整數(shù)倍。例如，可能是, 2, 3, .當帶電微粒輻射或吸收能量時，也是以這個最小能量值為單位一份一份輻射或吸收的。,不可再分的最小能量值為：,h是普朗克常量,三、普朗克的能量子假說,為電磁波的頻率,2、微觀粒子只能一份一份地按不連續(xù)方式輻射或吸收能量,量子化、分立！,舉例說明？,普朗克公式與實驗結果的比較。曲線是根據(jù)普朗克的公式做出的，小圓代表實驗值,輻射強度,普朗克后來又為這種與經(jīng)典物理格格不入的觀念深感不安，只是在經(jīng)過十多年的努力證明任何復歸于經(jīng)典物理的企圖都以失敗而告終之后，他才堅定地相信 h 的引入確實反映了新理論的本質。 1918年