辽宁省大连市高中物理第十七章波粒二象性17.1物理学的新纪元:能量量子化课件.pptx
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1、物理学的发展历史,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。,爱因斯坦,伽利略,著名物理学家,爱迪生,牛顿,楞次,麦克斯韦主要从事电磁理论、分子物理学、统计物理学、光学、力学、弹性理论方面的研究。尤其是他建立的电磁场理论,将电学、磁学、光学统一起来,是19世纪物理学发展的最光辉的成果,是科学史上最伟大的综合之一
2、。,麦克斯韦,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,说明: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:“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?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
3、。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”。,1、在火炉旁边有什么感觉? 2、投在火炉中的铁块刚开始是什么颜色?过一会儿又是什么颜色。,第一节物理学的新纪元:能量量子化,第十七章波粒二象性,1、知识与技能,了解什么是热辐射及热辐射的特性,了解黑体与黑体辐射 了解黑体辐射的实验规律,了解黑体热辐射的强度与波长的关系 了解能量子的概念,了解微观世界中的量子化现象。 比较宏观物体和微观粒子的能量变化特点。 体会量子论的建立深化了人们对于物质世界的认识。,2、过程与方法,3、情感态度与价值观,领略自然界的奇妙与和谐,发展对科学的好奇心与求
4、知欲,乐于探究自然界的奥秘,能体验探索自然规律的艰辛与喜悦。,重点 能量子的概念 难点 黑体辐射的实验规律,本节知识线索,冶金工业的发展及对恒星研究的需要促进了对黑体辐射问题的研究,经典理论对黑体辐射实验规律的研究,难以解决的矛盾(维斯公式、瑞利公式),普朗克能量子假设,数学推理(黑体辐射的强度按波长分布的公式),与实验事实的对照,一.黑体与黑体辐射,二.黑体辐射的实验规律,三.能量子、超越牛顿的发现,一、黑体与黑体辐射,1、热辐射 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。 (1)、所辐射电磁波的特征与温度有关。 固体在
5、温度升高时颜色的变化,800k,1200k,1200k,1400k,例如:铁块在随温度升高时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。 (2)、热辐射 - 热能转化为电磁能的过程。 任何物体任何温度均存在热辐射, 温度升高,发射的能量升高。,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: 激光 日光灯发光不是热辐射。 (3)、无论是高温物体还是低温物体,都有热辐射,所辐射的能量及其按波长的分布都随温度而变化。,(4)、热辐射解释:大量带电粒子的无规则热运动引起的。物体中每个分子、原子或离子都在各自平衡位置附近以各种不同频率作无
6、规则的微振动,每个带电微粒的振动都会产生变化的电磁场,从而向外辐射各种波长的电磁波,形成连续的电磁波谱。,思考与讨论,一座建设中的楼房还没安装窗子,尽管室内已经粉刷,如果从远处看,把窗内的亮度与楼房外墙的亮度相比,你会发现什么?为什么?,2、黑体: 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。 对于一般材料的物体,辐射电磁波的温度除了与温度有关外,还与材料的种类以及表面状况有关,而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。,二、黑体辐射的实验规律,引言,19世纪后半叶,欧洲的冶金工业迅速发展,技术人员渴望了接热辐射的规律。如果知道了辐射强度,波长分
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