第17章 波粒二象性（课件B）-【步步高】2019版学案导学与随堂笔记物理（人教版选修3-5）江苏

第一节 能量量子化 第十七章波粒二象性 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-- 但是，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？ 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” 黑体辐射 迈克尔逊实验 量子论 相对论 1900年底 1905年 铁块在温度升高时颜色的变化 1400 K 800 K 1000 K 1200 K 1. 热辐射 黑体与 黑体辐射 任何物体都在辐射电磁波。物体辐射与温度有关; 当温度升高时 热辐射的主要成分： 波长较长的电磁波不能引起人的视觉。 较短波长的成分越来越强。 热辐射与温度有关 激光日光灯发光不是热辐射 问题：如何研究物体的热辐射规律？ 那么：在研究物体热辐射中，应如何避免反射电磁波的影响？ 注意：除了热辐射外，物体表面还会吸收和反射外界射来的电磁波 例如：常温下我们看到的物体颜色就是物体反射了该频率的电磁波，吸收了其他频率的电磁波。一些物体看起来很黑，其实是它吸收所有电磁波，反射的电磁波很弱。 理想的热辐射体是“绝对黑体”，简称“黑体”。它在任何温度下都能全部吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射。 在空腔壁上开一个很小的孔，射入小孔的电磁波在空腔中会发生多次反射和吸收，最终不能从空腔射出。这个小孔就可以看成一个绝对黑体。 2. 黑体及黑体辐射 2. 黑体和黑体辐射 向远处观察打开的窗子 近似黑体 研究黑体辐射是了解一般物体热辐射性质的基础。 2. 黑体和黑体辐射 一般物体的辐射 黑体辐射 与温度、材料及表面状况有关。 只与温度有关。 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 2 4 λμm 1700K 1500K 1100K 黑体辐射实验规律 实验结论: 1.温度越高,辐射强度越大 2.与最大辐射强度对应的波长向短波方向移动 辐射强度 1300K 两种理论: 维恩公式: 短波适合;长波不符合 瑞利公式: 长波适合;短波荒唐 紫外灾难 普朗克理论 : 在发射和吸收能量的时候，不是连续不断，而是分成一份一份的。能量是h 的整数倍。 最小能量为: ε=h  是波的频率 实验 瑞利公式 维恩公式 黑体辐射理论解释 普朗克理论值 h=6.626×10-34J.s ε=hν 不可再分的最小能量值ε叫做能量子 3：能量 微观 宏观 h=6.626×10-34J.s 能量子 超越牛顿的发现 能量只能是最小能量值ε的整数倍，即：ε, 1 ε, 2 ε, 3 ε, ... n ε. n为正整数，称为量子数 1：能量子 2：量子数 连续 分立的，量子化的 2.既然灯向外辐射的光能是分立的，一份份的。 为何我们看不到灯的亮度发生变化？ 在宏观尺度内我们可以认为：能量变化是连续的,不必考虑量子化 在研究微观粒子时必需考虑能量量子化 思考讨论：  1.结合教科书上的例子及生活实例说说你心中的连续性与量子化有什么区别？  如果我们用苹果的密度乘以箱子的体积（用连续性的观点处理），其重量会大于实际重量，我们只有把苹果想成量子化的，才能与实际吻合。又比如，人就是量子化的，不能说某个家庭有2．2个小孩，因为一个小孩就是一个基本单位； 看下列一组照片能否给你一点启发 微观世界的某些规律，在我们宏观世弄看来可能非常奇怪。 能量子 超越牛顿的发现 课堂练习 2.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.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? 红光的最小能量 紫光的最小能量 ε1=hν1 ε2=hν2 ε1< ε2 近似黑体 例1、氦—氖激光器发出波长为633 nm的激光，当激光器的输出功率为 1 mW时，每秒发出的光子数为(　　) A．2.2×1015　　　　　　　　B．3.2×1015 C．2.2×1014 D．3.2×1014 例1、氦—氖激光器发出波长为633 nm的激光，当激光器的输出功率为 1 mW时，每秒发出的光子数为(　　) A．2.2×1015　　　　　　　　B．3.2×1015 C．2.2×1014 D．3.2×1014 答案：B 解析：一个光子能量为： 每秒发出的光子数为 个 课堂练