1-能量量子化-(3)VIP免费

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。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--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，----”（1900年）一朵与黑体辐射有关另一朵与迈克尔逊实验有关不到一年量子论1905年相对论普朗克量子力学的诞生相对论问世这两朵乌云到底是什么回事呢？经典力学量子力学相对论微观领域高速领域第一节：能量量子化物理学新纪元一、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，所以叫做热辐射。辐射规律：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。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。问题：如何研究物体的热辐射规律？•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。•那么：在研究物体热辐射中，应如何避免反射电磁波的影响？二、黑体及黑体辐射理想的热辐射体是“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。德国物理学家基尔霍夫首先提出了绝对黑体的模型。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实验表明：对于一般材料的物体，辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关，而黑体辐射电磁波的规律只与黑体的温度有关，因而可以反映某种具有普通意义的客观规律。于是，在研究热辐射的规律时．人们特别注意对黑体辐射的研究。0123456λ(μm)1700K1500K1300K1100K辐射强度三、黑体辐射的实验规律随着温度的升高：1，各种波长的辐射强度都有增加；2，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。瑞利公式在长波部分与实验结果比较吻合。但在紫外区(波长范围在紫外线附近)竟算得辐射强度为无穷大，这个荒谬的结论被认为是物理学理论的灾难，当时称为“紫外灾难”。瑞利理论值维恩理论值0(,)MT实验T=1646k维恩公式在短波部分与实验结果吻合得很好，但长波却不行。四、能量子超越牛顿的发现微观世界的某些规律，在我们宏观世弄看来可能非常奇怪。普朗克能量子理论1、微观粒子的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍，E=nε（n=1,2,…），这个不可再分的最小能量值ε叫能量子。n为正整数，称为量子数。2、带电微粒吸收和辐射能量时，也是以这个最小能量值为单位一份一份地辐射和吸收的。h=6.62610-34J*S----普朗克常数3、能量子的能量：ε=h（是辐射吸收的电磁波的频率）λ(μm)123568947普朗克理论实验值),(0Te理论与实验符合的让人击掌叫绝理论与实验符合的让人击掌叫绝1800K能量量子化：宏观世界中：能量可以是任意值，可以连续变化。例如：物体的重力势能，弹簧振子的弹性势能。微观世界中：微观粒子的能量只能是一个一个的特定值，不能连续变化。（能量量子化），例如：物体的带电量，电子绕原子核运动的轨道半径。量子化：只能取一系列分立值，不能连续变化生活中“量子化”例子有很多普朗克的量子化理论改变了人们对世界的根本认识。1900年不仅成为新世纪的开始，也成为物理学的一个...