高中物理新课标版人教版选修3-5精品课件：17.1 《物理学的新纪元课件》.ppt

能量量子化物理学的新纪元,第一节,19世纪末页，牛顿定律在各个领域里都取得了很大的成功：在机械运动方面不用说，在分子物理方面，成功地解释了温度、压强、气体的内能。在电磁学方面，建立了一个能推断一切电磁现象的 Maxwell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。,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:,也就是说：物理学已经没有什么新东西了，后一辈只要把做过的实验再做一做，在实验数据的小数点后面在加几位罢了！,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：,这两朵乌云是指什么呢？,一朵与黑体辐射有关，另一朵与迈克尔逊实验有关。,然而,事隔不到一年(1900年底)，就从第一朵乌云中降生了量子论，紧接着(1905年)从第二朵乌云中降生了相对论。经典物理学的大厦被彻底动摇，物理学发展到了一个更为辽阔的领域。正可谓“山重水复疑无路,柳暗花明又一村”,固体或液体，在任何温度下都在发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象称为热辐射。所辐射电磁波的特征与温度有关。,固体在温度升高时颜色的变化,1.热辐射现象,黑体与 黑体辐射,一、热辐射及其特点,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,例如：铁块 温度 从看不出发光到暗红到橙色到黄白色,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,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 日光灯发光不是热辐射,二、平衡热辐射,加热一物体 物体的温度恒定时物体所吸收的能量等于在同一时间内辐射的能量,这时得到的辐射称为平衡热辐射,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,2.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。,黑体模型,空腔上的小孔炼钢炉上的小洞,向远处观察打开的窗子近似黑体,平衡态时 黑体辐射只依赖于物体的温度,与构成黑体的材料 形状无关,实验装置,T,平行光管,三棱镜,T,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。,3.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,(m),1 2 3 5 6 8 9,4,7,普朗克,实验值,