量子概念的诞生.pptVIP

* 不同物体吸收、反射电磁波的能力也不同，白色反射的最多，黑色吸收的最多。常温下物体的颜色就是发射光所致。 * 类比研究振动的方法——建立理想模型 振动：从天上飞的小鸟翅膀到地上的地震；从金鱼尾巴的摆动到树枝的摇晃；等等！ * * * 第四章 波粒二象性 1、量子概念的诞生 “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，但是，在物理学晴朗天空的远处，还有两朵令人不安的乌云。” --开尔文-- 一朵与迈克尔逊实验有关， 另一朵与黑体辐射有关。 1. 概念：我们周围的一切物体，在任何温度下都在辐射各种波长的电磁波，这种辐射与物体的温度有关，所以叫做热辐射。 固体在温度升高时颜色的变化 1400 K 800 K 1000 K 1200 K 2. 特征：辐射强度及波长的分布随温度变化；随着温度升高，电磁波的短波成分增加。 3. 热辐射的主要成分：底温时，波长较长的电磁波；高温时，波长较短的电磁波。 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。 物体除了辐射电磁波外，还会吸收、反射外界射来的电磁波。 热辐射的辐射强度与温度、物体种类及其表面情况有关，太复杂了！ 怎么去研究热辐射的客观规律呢？ 黑体：如果一个物体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波，而不发生反射，这种物体就是绝对黑体，简称黑体。 不透明材料 制成的带小孔的空腔 空腔上的小孔 注意：（1）黑体是个理想化的模型。 （2）一般物体的辐射与温度、材料、表面状况有关，但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。 哪里是黑体？哪里是黑体辐射？ 用心观察图中居民楼，如果从远处看窗子，有的较亮些，有的较暗些，为什么？ 即时讨论2 平行光管 三棱镜 T T 空 腔 1、实验原理及装置图：加热空腔使其温度升高，小孔就成了不同温度下的黑体，从小孔向外的辐射就是黑体辐射。 1700k 1500k 1300k 特点：随温度的升高 ①各种波长的辐射强度都在增加； ②绝对黑体的温度升高时，辐射强度的最大值向短波方向移动。 2、黑体辐射的实验规律 3. 经典物理学所遇到的困难 1) 维恩的半经验公式： 短波符合，长波不符合 2) 瑞利 ─ 金斯公式： 长波符合，短波荒唐 ── 紫外灾难 实验 瑞利-金斯线 维恩线 T=1646k 普朗克能量子假说 1. 辐射物体中包含大量振动着的带电 微粒，它们的能量是某一最小能量 的整数倍：E = nε n = 1，2，… 2. ε 叫能量子，简称量子，n 为量子数，它只取正整数 — 能 量量子化； 3. 谐振子只能一份一份按不连续方式辐射或吸收能量； 4. 对于频率为 ν 的谐振子，最小能量为： h = 6.626?10 ─34 J·s — 普朗克常量 能量 量子 经典 黑体辐射公式 1900 年 10 月19 日，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 1858－1947 h = 6.626?10 ─34 J·s 实验 瑞利-金斯线 维恩线 T=1646k 普朗克线 * 不同物体吸收、反射电磁波的能力也不同，白色反射的最多，黑色吸收的最多。常温下物体的颜色就是发射光所致。 * 类比研究振动的方法——建立理想模型 振动：从天上飞的小鸟翅膀到地上的地震；从金鱼尾巴的摆动到树枝的摇晃；等等！ * * *