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。,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 9,4,7,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1900.10.19 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,