内容正文:
13.5 能量量子化
第十二章电磁感应与电磁波初步
1图;2文
教学目标
1.了解热辐射。
2.知道能量子和普朗克常量。
3.了解能级及原子光谱。
引入
19世纪末,经典物理学在各个领域都取得了很大的成功
力学
热学
电磁学
当时许多物理学家都沉醉于这些成绩和胜利之中,认为物理学已经发展到头了。
引入
威廉·汤姆孙开尔文
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。
引入
后来的事实证明,正是这两朵乌云发展成为一埸革命的风暴,乌云落地化为一埸春雨,浇灌着两朵鲜花。
量子论
相对论
热辐射
在炉火旁边有什么感觉?
冬天会感觉到很暖和,
因为炉火在辐射能量
热辐射现象:一切物体在任何温度下都在辐射电磁波,这种辐射与物体的温度有关,故称为热辐射。
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?
投在炉中的铁块随温度升高依次呈现不同颜色:
这是热辐射的一个特性
这表明,辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而有所不同。
热辐射
热辐射
热辐射的两条定性规律:
1.辐射的电磁波中包含各种波长的电磁波,不同波长,辐射强度不同。
在室温下,辐射的主要成分是波长较长的电磁波
在高温情况下,辐射的主要成分是波长较短的电磁波
2.温度升高,辐射强度增大,同时辐射电磁波的频率和波长也在变化。
热辐射
1.热辐射:我们周围的一切物体都在辐射电磁波,这种辐射与物体的温度有关,所以叫热辐射。
2.辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而有所不同。当温度升高时,热辐射中波长较短的成分越来越强。
3.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。常温下我们看到的不发光物体的颜色就是反射光所致。
黑体
黑体:如果一个物体在任何温度下,都能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射,则称这种物体为绝对黑体,简称黑体。
一个黑体在各种温度下,同样也会不断辐射出电磁波,这就是黑体辐射。
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。
德国物理学家基尔霍夫首先提出了绝对黑体的模型。
1.黑体实际上是不存在的,只是一种理想情况。
2.黑体不一定是黑的,只有当自身辐射的可见光非常微弱时看上去才是黑的;有些可看作黑体的物体由于有较强的辐射,