高二物理能量量子化

京城之行课业的重要性，也是因为他自己太爱这个小妹妹了，才会如此不遗余力，悉心栽培。自从在京城安顿下来，每日里，冰凝不是学 习礼仪规矩，就是弹琴、画画儿，写字儿，做女红，过着大门不出二门不迈的标准闺阁女子的生活，日子倒也过得奇快。转眼就进入腊月 了。冰凝在紧张忙碌的课业之余，每每想起宝光寺的那壹幕，就心痛得不行。那日所见，宝光寺内殿塌人伤，壹片凄惨模样。眼下已经进 了腊月，马上就要到腊八节了。这寺院施粥可是传统，但遭受重创的宝光寺还能做得下来吗？如果不能话，宝光寺的处境如此艰难，僧人 们怕是要迎接壹个愁云惨淡的新年了。那些还不知道宝光寺遭灾的香客们，腊八节岂不是要白跑壹趟，失望而归？越想，越是让冰凝心神 不安。开始她还自我安慰，宝光寺想来应该是福大命大造化大，自己在这里白白地担着什么心啊！可是，这心里壹旦有了惦记和牵挂，却 是怎么压制也按压不下去，像是长了乱草壹般，连功课都有些心不在焉起来。终于熬到了腊月初三这天，冰凝实在是忍不住了，就趁着跟 玉盈姐姐聊天的机会，把自己的想法说了出来：“姐姐，虽然咱们跟宝光寺非亲非故，但这修寺建庙也是积德行善的事情，如今不是又赶 上腊八了嘛。这事儿让咱们遇见了，别说咱们年府有这个实力，就是没有这个能力，也总不能眼见着别人有难，咱们袖手旁观？”“妹妹， 这事儿呢，道理是不假，可是，即使是施粥，那也是需要很大的人力、物力和财力来支撑。倒不是说咱们年府拿不出这笔银子来，只是现 在正是年根儿底下，全府上下都在为新年忙乎着，采买、打扫、做新衣、祭灶祭神，哪个人不是忙得团团转，现在又平白地多出来壹个施 粥来，这哪儿是上下动动嘴皮子就能办得到的事情！”“那就再去雇些人手来吧，总归还是有办法解决的呗。”“话是这么说，这大年下 的，谁家人手不紧张？这不是出得起出不起银子的事情，这是根本没有人手的事情。况且，这可是种了人家的地，荒了自家田的事情。你 这小姑奶奶，你是不当家，哪里知道这些个复杂的事情。”“那咱们家的大姑奶奶，玉盈姐姐，这事儿你到底是同意还是不同意 啊？”“这么大的事情，哪儿是我能同意不同意的，还不得让二哥拿主意？”第壹卷 第十三章 赌约也不是玉盈故意为难冰凝，毕竟这么 大的事情，还是需要二哥来做决定。冰凝壹听要问二哥，心里立即踏实下来：“二哥肯定同意。”“你就这么肯定？”“那当然！要不， 咱们打赌？”“行啊，赌什么？”“就赌50两银子。”“你既不缺钱，又不爱财，怎么想起来拿银子当赌注？口气还真不小，壹张嘴儿就 是狮子大开口的50两？”玉盈真是没有想到，凝儿从来都是壹个埋头诗书女红，从不插手府务，甚至
实验
M 0 (,T )
瑞利-琼斯线
普朗克的拟合结果
普朗克线
维恩线
T=1646k

M 0 (,T ) 2hc25
1
hc
e kT 1
四、能量子：超越牛顿的发现
• 普朗克能量子假说 *辐射物体中包含大量振动着的带电微粒，它们的能 量是某一最小能量的整数倍 E=nε n=1,2,… ε叫能量子，简称量子，n为量子数，它只取正整数——能量
热辐射的主要成分: 室温时 波长较长的电磁波
高温 波长较短的电磁波
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。
热平衡状态：向外发射的电磁波能量= 从外界吸收的能量
“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？
热辐射实验
迈克尔逊莫雷实验
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。
相对论问世
普朗克量子力学的诞生
这两朵乌云到底是什么回事呢？
高速领域
相对论
经典力学
微观领域
3)维恩位移定律
实验发现：随温度的升高 ①各种波长的辐射强度都在增加； ②当绝对黑体的温度升高时，辐射强度的最大值向短波 方向移动。
M 0 (,T )
b 2.897 103米开
1700k 1500k 1300k

4) 经典物理学所遇到的困难——解释实验曲线
1）维恩的半经验公式：
M0 (T)
于是1900年英国物理学家开尔文在瞻望20 世纪物理学的发展的文章中说到：
“在已经基本建成的科学大厦中， 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--
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！
但开尔文毕尽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：
材料鉴赏:
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。
思考与讨论2：一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？
二、黑体与黑体辐射
⑴定义：如果一个物体在任何温度下，对任何波长 的电磁波都完全吸收，而不反射与透射，则称这种 物体为绝对黑体，简称黑体。
用不透明材料制成一空心容器， 壁上开一小孔，可看成绝对黑 体
量子力学
波粒二象性
第1节 能量量子化:物理学的新纪元
思考与讨论1:
在火炉旁边有什么感觉?
投在炉中的铁块开始是什么颜色?过一会有是什么颜 色?
一、热辐射
任何温度下，宏观物体都要向外辐射电磁波。电磁波 能量的多少，以及电磁波按波长的分布都与温度有关， 故称为热辐射。
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。
量子化
* 振子只能一份一份地按不连续方式辐射或吸收能量
*对于频率为的谐振子，最小能量为：
ε=h
h=6.62610-34焦耳。----普朗克常数
意义：
Planck抛弃了经典物理中的能量可连续变化、 物体辐射或吸收的能量可以为任意值的旧观点， 提出了能量子、物体辐射或吸收能Байду номын сангаас只能一份 一份地按不连续的方式进行的新观点。这不仅 成功地解决了热辐射中的难题，而且开创物理 学研究新局面，标志着人类对自然规律的认识 已经从从宏观领域进入微观领域，为量子力学 的诞生奠定了基础。
⑵说明： ①黑体是个理想化的模型。 例：开孔的空腔，远处的窗口等可近似看作黑体。 ②对于黑体，在相同温度下的辐射规律是相同的。
三、黑体辐射的实验规律
1）测量黑体辐射的实验原理图：
2）辐射强度： 单位时间内从物体单位面积上所发射的各种波长的
总辐射能，称为辐射强度。
斯特藩——玻耳兹曼定律
5.67 108瓦（/ 米2 开4）

c1 5
c 2
e T
公式适合于短波波段，
长波波段与实验偏离。
M 0 (,T )
实验
瑞利-琼斯线 维恩线
2）瑞利----金斯公式
M 0
T


2ckT 4
T=1646k

玻尔兹曼常数 k =1.38065810-23J/K
公式只适用于长波段, 而在紫外区与实验不符,
----紫外灾难
四、能量子：超越牛顿的发现
“神风”就是现在所说的台风。据历史记载，1274年10月20日，元朝和日本之间发生的“文永之役”已经进行到白热化阶段，元军分两路 在日本的博多湾登陆，打得日军溃不成军。元军乘机追击，但却由于副帅刘复亨在追击中中箭受伤，攻势减弱，而且天色已晚，元军便停 止了进攻。 ； / 神风娱乐网 kfh18ndg 当晚，元军召开军事会议。多数将领认为形势不利，很多人都高估了日军数量，而且国内没有派遣援军，主张撤退。于是忻都下令撤退， 但很不幸，撤退当晚，一场台风突然来袭，不可一世的元朝大军被这场大风完全吞没……在这次征战中，元军损失兵力1.3万余人，其中绝 大多数不是战死，而是死于这场风暴。由此，元朝再也不敢贸然发动对日本的袭击。日本人认为这场台风是上天挽救了日本，于是乎顶礼 膜拜谓之“神风”。