物理17.1能量量子化物理学的新纪元-课件(人教版选.ppt
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高中物理课件 17.1物理学新纪元：能量量子化
世纪之交的两朵乌云
第一朵乌云：搜寻 “以太”存在证据的迈克 耳孙–莫雷实验。
拨开乌云者：爱因斯坦
第二朵乌云：研究物 体热辐射性质的“黑体辐 射”实验（紫外灾难）
拨开乌云者：普朗克
普朗克量子力学的诞生
相对论问世
经典 力学
微领域 高速领域
量子力学 相对论
思考与讨论
1．在炉火旁边有什么感觉？ 2．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？
二、黑体与黑体辐射
物体表面能够吸收和反射外界
不透明材料制成 的带小孔的空腔。
射来的电磁波。
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。
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。
第1节 能量量子化
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。
一、热辐射现象
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。所辐射电 磁波的特征与温度有关。
800K
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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 远处看窗内，你会发现什么？为什么？
17.1 能量量子化 课件(人教版选修35)
17、儿童是中心，教育的措施便围绕他们而组织起来。下午3时21分1秒下午3时21分15:21:0121.9.17
You have to believe in yourself. That's the secret of success. 人必须相信自己，这是成功的秘诀。
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： 热辐射与温度有关 激光 日光灯发光不是热辐射
人教版选修3-5
第十七章 波粒二象性
第1节 能量量子化
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。
美理论（光的波动性、电磁理论）进行解释会 出现什么结果？
黑体模型
2、黑体模型 空腔上的小孔 炼钢炉上的小洞
向远处观察打开 的窗子ห้องสมุดไป่ตู้似黑体
形体平 状的衡 无温态 关度时
,
与 构
黑 体
成辐
黑 体
射 只
的依
材 料
赖 于
物
实验装置 TT
平行光管 三棱镜
e0(,T )
实验结果
λ
0 1 2 3 4 5 6 (μm)
黑体辐射实验是物理学晴朗天空中
M 0 (T )
10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。15:21:0115:21:0115:219/17/2021 3:21:01 PM
人教版选修3-5课件 《能量量子化：物理学的新纪元》(新人教选修3-5)
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高中物理课件
17.1
能量量子化:物 理学的新纪元
对光学的研究
从很早就开始了… …
17世纪明确形成了 两大对立学说 由于波动说没有 数学基础以及牛 顿的威望使得微 粒说一直占上风
牛顿 19世纪初证明了 波动说的正确性
惠更斯
微粒说
19世纪末光电效应现象使得爱 因斯坦在20世纪初提出了光子 说：光具有粒子性
研究黑体辐射的规律是 了解一般物体热辐射性质 的基础。
黑体模型实验装置Fra bibliotekT T
平行光管
三棱镜
实验结果
e0 ( , T )
λ 0 1 2 3 4 5 (μm) 6
M 0 (T )
实验值
普 朗 克 线
紫 外 灾 难 瑞利--金斯线
维恩线 o 1 2 3 4 5 6 7 8
/μm
波动说
能量量子化；物理学的新纪元
1、黑体与黑体辐射 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。所辐射电磁波的特征与温度有关。
固体在温度升高时颜色的变化
800 K
1000 K
1200 K
1400 K
2. 黑体辐射实验规律 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 不透明的材料制成带小孔的的空腔,可近似看作黑体。
高中物理课件
17.1
能量量子化:物 理学的新纪元
对光学的研究
从很早就开始了… …
17世纪明确形成了 两大对立学说 由于波动说没有 数学基础以及牛 顿的威望使得微 粒说一直占上风
牛顿 19世纪初证明了 波动说的正确性
惠更斯
微粒说
19世纪末光电效应现象使得爱 因斯坦在20世纪初提出了光子 说：光具有粒子性
研究黑体辐射的规律是 了解一般物体热辐射性质 的基础。
黑体模型实验装置Fra bibliotekT T
平行光管
三棱镜
实验结果
e0 ( , T )
λ 0 1 2 3 4 5 (μm) 6
M 0 (T )
实验值
普 朗 克 线
紫 外 灾 难 瑞利--金斯线
维恩线 o 1 2 3 4 5 6 7 8
/μm
波动说
能量量子化；物理学的新纪元
1、黑体与黑体辐射 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。所辐射电磁波的特征与温度有关。
固体在温度升高时颜色的变化
800 K
1000 K
1200 K
1400 K
2. 黑体辐射实验规律 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 不透明的材料制成带小孔的的空腔,可近似看作黑体。
人教版高中物理选修3-5课件：17-1能量量子化 (共50张PPT)
质疑探究
1．在火炉旁边有什么感觉？投入炉中的铁块颜色怎样变 化？说明了什么问题？ 提示：在火炉旁会感到热，这是由于火炉不断地向外辐射 能量．投入炉中的铁块依次呈现暗红、赤红、橘红等颜色，直 到成为黄白色，这表明同一物体热辐射的强度与温度有关．
2．结合教材P27图17.1－1思考黑体是黑色的吗？热辐射的 物体温度一定很高吗？ 提示：我们说的黑体并不是指物体的颜色，它是指能完全 吸收电磁波的物体；热辐射不一定需要高温，任何温度的物体 都存在热辐射，只是温度的高低影响热辐射的强弱．
趋于无穷大
，这显然与客观事实不
符．由于高频范围的辐射是在紫外波段，故而被当时的科学家 称为“紫外灾难”．
三、能量子 1．能量子 微观世界里的能量是一份一份的，其中不可分的最小值ε叫 能量子 电磁波的频率 做 ，ε＝hν，式中的ν是 ，h是普朗克常 6.63×10－34 量，h＝ J· s. 2．量子化 宏观世界里的能量是连续的，微观世界里的能量是 不连续 的，不是任意值，是 量子化 的，或者说是分立的．
－34
J· s.
2.用能量子观点解释黑体辐射的实验规律：普朗克能量子假 设认为微观粒子的能量是量子化的，或者说微观粒子的能量是 分立的．借助于能量子的假说，普朗克得出黑体辐射的强度按 波长分布的公式，与实验符合得很好．
现实生活中不存在理想的黑体，实际的物体都能辐射红 外线(电磁波)，也都能吸收和反射红外线(电磁波)，绝对黑体不 存在，是理想化的模型．
)
A．一切物体都在辐射电磁波 B．一般物体辐射电磁波的情况只与温度有关 C．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有 关 D．黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波
【思路启迪】
1.热辐射的定义是什么？