171能量量子化：

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❖ 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。
❖ 【重点难点】 ❖ 1、重点: ❖ 能量子的概念 ❖ 2、难点: ❖ 黑体辐射的实验规律
一、能量量子化
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19世纪末，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。
一、能量量子化
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小结
一、黑体与黑体辐射
1、 热辐射
2、 黑体
二、黑体辐射实验规律
1、 实验规律
随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有增 加，辐射强度的最大值向波长较短的方向移动。
2、 经典理论与实验事实的矛盾
三、能量子 h
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内辐射的能量——平衡热辐射
固体在温度升高时颜色的变化
铁块加热：暗红、赤红、橘红、黄白色
一、能量量子化
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2、 黑体 能完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生
反射的物体称为绝对黑体，简称黑体。
不透明的材料制成带小孔的的空腔,可近似看作黑体。
向远处观察打开的窗子近似黑体
一般物体辐射电磁波
的情况除与温度有关外，
一、能量量子化
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一、黑体与黑体辐射
1、 热辐射
热能转化 为电磁能
这种与温度有关的辐射，称为热辐射。
任何物体任何温度均存在热辐射
室温下，主要成分是波长较长的电磁波（红外线） 当温度升高时，较短波长的成分越来越强
辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而不同
物体的温度恒定时,物体所吸收的能量等于在同一时间
还与材料及表面状况有关，
而黑体辐射电磁波的强度
按波长的分布只与其温度
有关。
黑体模型
一、能量量子化
ห้องสมุดไป่ตู้
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二、黑体辐射实验规律
1、 实验规律 辐射强度
随着温度的升高，各 种波长的辐射强度都有增 加，辐射强度的最大值向 波长较短的方向移动。
λ/μm
0
1
2
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5
6
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2、 经典理论与实验事实的矛盾
念深感不安，只是在经过十多年的努力证明任何复
归于经典物理的企图都以失败而告终之后，他才坚
定地相信h的引入确实反映了新理论的本质。
1918年他荣获诺贝尔物理学奖。 他的墓碑上只刻着他的姓名和
h
6.6
261034 一、能量量子化
J
s
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黑体辐射的研究卓有成效地展现在人们的眼前， 紫外灾难的疑点找到了，为人类解决了一大难题。 使热爱科学的人们又一次倍感欣慰，但真理与谬误 之争就此平息了吗？
一、能量量子化
教学目标
❖ 1、知识与技能
（1）了解什么是热辐射及热辐射的特性，了解黑体 与黑体辐射
（2）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
（3）了解能量子的概念
❖ 2、过程与方法
❖ 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一界、能的量量认子化识。
新的难题：1888年，霍瓦（Hallwachs）发现一 个带负电的金属板被紫外光照射会放电。近10年以 后，1897年，J.Thomson发现了电子 ，此时，人们 认识到那就是从金属表面射出的电子，后来，这些 电子被称作光电子（photoelectron），相应的效应 叫做光电效应。人们本着对光的完美理论（光的波 动性、电磁理论）进行解释会出现什么结果？
辐射强度
紫 外 灾
难
小圆点代表实验值
普朗克线 维恩线
瑞利——金斯线
o1 2 3 4 5 6 7 8 一、能量量子化
λ/μm 10
三、能量子
能量子：振动着的带电微粒的能量并不象经典物理 学所允许的可具有任意值，只能是某一最小能量 ε（ 称为能量子）的整数倍，即：ε， 2ε， 3ε……。当带 电微粒辐射和吸收能量时，也是以这个最小能量值 为单位一份一份地进行。
小故事：当德国著名物理学家普朗克立志献身理论物理时， 他的老师劝他：“年轻人，物理学是一门已经完成了的科学， 不会再有多大的发展了，将一生献给这门学科，太可惜了.”
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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。”
频率为 ν 的电磁波 最小能量为
h
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1900年12月14日，普朗克在柏林宣读了他关于黑 体辐射的论文，宣告了量子的诞生。那一年他42岁。 普朗克把能量子引入物理学,正确地破除了”能量连续 变化”的传统观念,成为现代物理学思想的基石之一, 为我们打开了量子之门,
普朗克后来又为这种与经典物理格格不入的观
--开尔文--
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！
“但是，在物理学晴朗天空的远处，还有两朵令 人不安的乌云，----”
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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。