17.1能量量子化幻灯片.ppt

5.意义 普朗克抛弃了经典物理中的能量可连续变化、物体辐射或吸收的能量可以为任意值的旧观点，提出了能量量子化、物体辐射或吸收能量只能一份一份地按不连续的方式进行的新观点。这不仅成功地解决了热辐射中的难题，而且开创物理学研究新局面，标志着人类对自然规律的认识已经从从宏观领域进入微观领域，为量子力学的诞生奠定了基础。 扩展阅读:变革的困难 1900年12月14日普朗克在德国物理学会上报告了自己的研究结果，他的公式受到欢迎，但他的能量子假说，却受到冷遇，当时没有人相信他的假说。 能量的变化竟然是不连续的，这与物理学界几百年来信奉的“自然界无跳跃”的原则直接矛盾，因此量子论出现之后，许多物理学家不予接受,物理学界最初的反应是极其冷淡的。人们只承认普朗克那个同实验一致的经验性的辐射公式，而不承认他的理论性的量子假说。 遗憾的是，普朗克虽然发现了能量子，但他不能理解这一发现的意义，对自己的发现长期惴惴不安。在发现能量子之后的长达14年时间，他总想退回到经典物理学的立场。他曾在散步时对儿子说：“我现在做的事情，要么毫无意义，要么可能成为牛顿以后物理学上最大的发现。” 普朗克在做出量子假说时已年过四十。他受过严格的经典物理学训练，对经典物理学十分熟悉和热爱。他不愿意同经典物理学决裂，只是迫于事实的压力，才不得不做出能量子的假说。他的能量子理论是不彻底的，他的理论还是以承认电磁波本身的连续性为基础的。他把自己的量子假说仅仅局限于粒子对电磁波的吸收和发射的特殊性上。 1905年，爱因斯坦提出光量子假说，成功地解释了光电效应；1906，他又将量子理论运用到固体比热问题，获得成功；1912年，玻尔将量子理论引入到原子结构理论中，克服了经典理论解释原子稳定性的困难，建立了他的原子结构模型，取得了原子物理学划时代的进展；1922年，康普顿通过实验最终使物理学家们确认光量子图景的实在性，从而使量子理论得到科学界的普遍承认。 科学的发展总是在困难中前进，失败不可怕，它是人类进步的阶梯。 课堂练习 1.下述说法正确的是( ) A．微观粒子的能量变化是跳跃式的?B．能量子与电磁波的频率成正比C．红光的能量子比绿光大?D．电磁波波长越长，其能量子越大 AB 2.对一束太阳光进行分析，下列说法正确的是（??? ） A.太阳光是由各种单色光组成的复合光 B.在组成太阳光的各单色光中，其能量最强的光为红光 C.在组成太阳光的各单色光中，其能量最强的光是紫光 D.组成太阳光的各单色光，其能量都相同 AC 3.对黑体辐射电磁波的波长分布有影响的是（?? ?） A．温度 B．材料 C．表面状况 D．质量 A A．能量的连续经典理论B．普朗克提出的能量量子化理论C．以上两种理论体系任何一种都能解释D．牛顿提出的能量微粒说 5.能正确解释黑体辐射实验规律的是（ ? ） B 6.一束红光从空气射入折射率为1.5的玻璃,则这束红光的能量子将（ ） A、变小 B、变大 C、不变 D、不能确定 C 7.某广播电台发射功率为10 kW，在空气中波长为187.5 m的电磁波，试求：(1)该电台每秒钟从天线发射多少个电磁波能量子？?(2)若向四面八方发射的能量子视为均匀的，求在离天线2 km处，直径为3m的环状天线每秒接收的光子个数以及接收功率。 * * * 19世纪末，牛顿定律在各个领域里都取得了很大的成功：在机械运动方面获得巨大成就。在热学方面，成功地解释了温度、压强、气体的内能。在电磁学方面，建立了能推断一切电磁现象的麦克斯韦方程。另外还找到了力、电、光、声----等都遵循的规律：能量转化与守恒定律。当时许多物理学家都沉醉于这些成绩和胜利之中。他们认为物理学已经发展到头了。 材料鉴赏: 1900年，在英国皇家学会的新年庆祝会上,著名物理学家开尔文勋爵作了展望新世纪的发言: “科学的大厦已经基本完成， 后辈的物理学家只要做一些零碎的修补工作就行了。” --开尔文-- 也就是说：物理学已经没有什么新东西了，后一辈科学家只要把做过的实验再精确一下，在实验数据的小数点后面再加几位罢了！ 但开尔文毕竟是一位重视现实和有眼力的科学家，就在上面提到的文章中他还讲到： “但是，在物理学晴朗天空的远处，还有两朵令人不安的乌云，----” 这两朵乌云是指什么呢？ 黑体辐射实验 光的速度 微观问题 高速问题 量子论 1900年底 相对论 1905年 思考与讨论 1. 在炉火旁边有什么感觉？ 2. 投在炉中的铁