第第一一节节能量量子化能量量子化思考与讨论1 1，在炉火旁边有什么感觉？，在炉火旁边有什么感觉？2 2，投在炉中的铁块一开始是什么颜色？过一，投在炉中的铁块一开始是什么颜色？过一会儿又是什么颜色？会儿又是什么颜色？ 一切物体在任何温度下都在辐射各种波长的电磁波，这一切物体在任何温度下都在辐射各种波长的电磁波，这种由于物体中的分子、原子受到激发而发射电磁波的现种由于物体中的分子、原子受到激发而发射电磁波的现象称为象称为热辐射热辐射。 任何物体任何温度下均存在热辐射任何物体任何温度下均存在热辐射, ,热辐射与温度有关。热辐射与温度有关。固体在温度升高时颜色的变化固体在温度升高时颜色的变化14001400K K800800K K10001000K K12001200K K一、热辐射现象及其特点一、热辐射现象及其特点一、热辐射现象及其特点一、热辐射现象及其特点 例如：铁块例如：铁块 温度温度 从从看不出发光看不出发光到到暗红暗红到到橙色橙色到到黄白色黄白色直觉直觉: : 低温物体发出的是低温物体发出的是红外光（线）红外光（线） 炽热物体发出的是炽热物体发出的是可见光可见光 高温物体发出的是高温物体发出的是紫外光（线）紫外光（线）一、热辐射现象及其特点一、热辐射现象及其特点一、热辐射现象及其特点一、热辐射现象及其特点 某种物体能够某种物体能够全部吸收入射的各种波长的电磁波而不全部吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射发生反射、这种物体称为、这种物体称为绝对黑体绝对黑体。简称。简称黑体。黑体。二、黑体辐射实验规律二、黑体辐射实验规律二、黑体辐射实验规律二、黑体辐射实验规律 不透明的材料制成带小孔的空腔不透明的材料制成带小孔的空腔, ,从小孔射入的从小孔射入的电磁波在空腔内多次反射和吸收，最终不能从空腔电磁波在空腔内多次反射和吸收，最终不能从空腔射出，射出，这个小孔这个小孔就可近似看作就可近似看作黑体黑体。黑体模型黑体模型黑体是理想化模型黑体是理想化模型思考与讨论 一座建设中楼房还没有安装窗子，尽管室内一座建设中楼房还没有安装窗子，尽管室内已粉刷，如果从远处观察，把窗内的亮度与楼已粉刷，如果从远处观察，把窗内的亮度与楼外墙的亮度相比，你会发现什么？为什么？外墙的亮度相比，你会发现什么？为什么？ 实验表明对于一般材料的物体，辐射电磁波实验表明对于一般材料的物体，辐射电磁波的情况除与温度有关外还与材料的种类及表面的情况除与温度有关外还与材料的种类及表面状况有关而黑体辐射电磁波的强度按波长的分状况有关而黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关因而反映了某种具有普布只与黑体的温度有关因而反映了某种具有普通意义的客观规律于是，在研究通意义的客观规律于是，在研究热辐射热辐射的规律的规律时人们特别注意对时人们特别注意对黑体辐射黑体辐射的研究的研究. 0 1 2 3 4 5 6(m)1700K1500K1300K1100K三、黑体辐射的实验规律三、黑体辐射的实验规律随温度的升高，辐射强度与波长的关系：随温度的升高，辐射强度与波长的关系：1 1、各种波长的辐射强度都有增加。、各种波长的辐射强度都有增加。2 2、辐射强度的极大值向波长较短的方向、辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。移动。o实验值/m维恩线维恩线瑞利瑞利-金斯线金斯线紫紫外外灾灾难难普普朗朗克克线线12345678如何解释黑体辐射的实验规律呢？如何解释黑体辐射的实验规律呢？三、黑体辐射的实验规律三、黑体辐射的实验规律四四四四、能量子、能量子、能量子、能量子超越牛顿的发现超越牛顿的发现超越牛顿的发现超越牛顿的发现 微观世界的某微观世界的某些规律，在我们些规律，在我们宏观宏观世界世界看来可看来可能非常奇怪。能非常奇怪。 辐射黑体分子、原子的振动可看作谐辐射黑体分子、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具有任意值。相应的能量是某一最小能量能量 （称为能量子）的整数倍，即：（称为能量子）的整数倍，即：, 1 , 2 , 3 , . , 1 , 2 , 3 , . n n . . n n为正整数，称为为正整数，称为量子数。量子数。能量能量量子量子经典经典h=6.626*10-34四四四四、能量子、能量子、能量子、能量子超越牛顿的发现超越牛顿的发现超越牛顿的发现超越牛顿的发现(m)1 2 3 5 6 8 947普朗克普朗克实验值实验值 本节课的主要知识本节课的主要知识: : 微观粒子的运动微观粒子的运动是不连续的是不连续的, , 在发射和吸收能量的时候，在发射和吸收能量的时候，不是连续的，而是一份一份的。能量是不是连续的，而是一份一份的。能量是h 的整数倍。的整数倍。 每份能量为每份能量为:问题与练习问题与练习 在一杯开水中放入一枝温度计，开在一杯开水中放入一枝温度计，开水静置室内，可以看到开水的温度逐水静置室内，可以看到开水的温度逐渐降低的，既然从微观的角度来看能渐降低的，既然从微观的角度来看能量是一份一份向外辐射的，为什么它量是一份一份向外辐射的，为什么它的温度不是一段一段地降低？的温度不是一段一段地降低？