《能量量子化》ppt課件

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1、第1節(jié)能量量子化學(xué)習(xí)目標(biāo):1、了解黑體輻射及其特性，感悟以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)方法2、了解能量子的概念及提出過程，領(lǐng)會這一科學(xué)過程中科學(xué)家的思想3、通過觀察熱輻射的強(qiáng)度與波長的關(guān)系圖像，培養(yǎng)觀察能力4、理解宏觀物體和微觀粒子的能量變化特點，體會量子論的建立深化了人們對物質(zhì)世界的認(rèn)識一、黑體輻射及其特點1.熱輻射由于分子熱運(yùn)動導(dǎo)致物體輻射電磁波溫度不同時輻射的波長分布不同這種與溫度有關(guān)的輻射稱為熱輻射熱輻射---熱能轉(zhuǎn)化為電磁能的過程固體在溫度升高時顏色的變化1400K800K1000K1200K一切物體都在輻

2、射與物體溫度有關(guān)的電磁波。2.對熱輻射的初步認(rèn)識任何物體任何溫度均存在熱輻射溫度?發(fā)射的能量?電磁波的短波成分?如一個20瓦的白熾燈和一個200瓦的白熾燈昏黃色賊亮刺眼直覺:低溫物體發(fā)出的是紅外光，熾熱物體發(fā)出的是可見光，高溫物體發(fā)出的是紫外光注意：熱輻射與溫度有關(guān)激光日光燈發(fā)光是熱輻射嗎？能全部吸收各種波長的輻射能而不發(fā)生反射，折射和透射的物體稱為絕對黑體。簡稱黑體3.黑體輻射實驗規(guī)律不透明的材料制成帶小孔的的空腔,可近似看作黑體。黑體模型研究黑體輻射的規(guī)律是了解一般物體熱輻射性質(zhì)的基礎(chǔ)。黑體模型空腔上

3、的小孔煉鋼爐上的小洞向遠(yuǎn)處觀察打開的窗子近似黑體實驗裝置T平行光管三棱鏡T0123456λ(μm)1700K1500K1300K1100K實驗結(jié)果o實驗值/μm維恩線瑞利--金斯線紫外災(zāi)難普朗克線12345678黑體輻射實驗是物理學(xué)晴朗天空中一朵令人不安的烏云。λ(μm)123568947普朗克實驗值普朗克的能量子假說和黑體輻射公式1.黑體輻射公式1900.10.19普朗克在德國物理學(xué)會會議上提出一個黑體輻射公式M.Planck德國人1858－19472.能量子假說：輻射黑體分子、原子的振動可看作諧振子，

4、這些諧振子可以發(fā)射和吸收輻射能。但是這些諧振子只能處于某些分立的狀態(tài)，在這些狀態(tài)中，諧振子的能量并不象經(jīng)典物理學(xué)所允許的可具有任意值。相應(yīng)的能量是某一最小能量ε（稱為能量子）的整數(shù)倍，即：ε,1ε,2ε,3ε,...nε.n為正整數(shù)，稱為量子數(shù)。對于頻率為ν的諧振子最小能量為能量量子經(jīng)典普朗克后來又為這種與經(jīng)典物理格格不入的觀念深感不安，只是在經(jīng)過十多年的努力證明任何復(fù)歸于經(jīng)典物理的企圖都以失敗而告終之后，他才堅定地相信h的引入確實反映了新理論的本質(zhì)。1918年他榮獲諾貝爾物理學(xué)獎。他的墓碑上只刻著他的姓

5、名和看下列一組照片能否給你一點啟發(fā)1900年12月14日，普朗克在柏林宣讀了他關(guān)于黑體輻射的論文，宣告了量子的誕生。那一年他42歲。普朗克把能量子引入物理學(xué),正確地破除了”能量連續(xù)變化”的傳統(tǒng)觀念,成為現(xiàn)代物理學(xué)思想的基石之一,為我們打開了量子之門,就在1900年，一個名叫愛因斯坦(AlbertEinstein)的青年從蘇黎世聯(lián)邦工業(yè)大學(xué)(ETH)畢業(yè)，正在為將來的生活發(fā)愁。5年后他受量子化啟發(fā)提出了光量子,成功的解釋了光電效應(yīng).能量量子化:物理學(xué)的新紀(jì)元就在那一年,在丹麥，15歲的玻爾(NielsBoh

6、r)正在哥本哈根的中學(xué)里讀書。玻爾有著好動的性格。學(xué)習(xí)方面，他在數(shù)學(xué)和科學(xué)方面顯示出了非凡的天才，但是他的笨拙的口齒和慘不忍睹的作文卻是全校有名。13年后他提出了原子軌道量子化.德布羅意(LouisdeBroglie)當(dāng)時8歲，還正在家里接受良好的幼年教育。后來他提出了物質(zhì)波.再過12個月，維爾茲堡(Wurzberg)的一位著名希臘文學(xué)教授就要喜滋滋地看著他的寶貝兒子小海森堡(WernerKarlHeisenberg)呱呱墜地。以上人物都將在我們的課文中出現(xiàn).請同學(xué)們記住他們的名字.能量量子化:物理學(xué)的新

7、紀(jì)元課堂練習(xí)3.在白天,對面樓房的窗戶看上去是黑色的,而外墻面是亮的.為什么?1.請你填空:在做全國人口普查時我們關(guān)心的是:現(xiàn)在全國有幾___人,班級小組長在數(shù)人數(shù)時常用:一___,兩___;等.4.光源發(fā)出的光能是一份一份的,那么每份光能是怎樣傳到你的眼睛里呢?是均勻分布在兩只眼睛里？還是每份只傳給一只眼睛上的某一處呢?請你與同桌討論一下,說說你的猜想.2.燈向外輻射的能量是最小能量的整數(shù)倍.那么紅光的最小能量比紫光的最小能量大還是小?本節(jié)課的主要知識:微觀粒子的運(yùn)動是不連續(xù)的,在發(fā)射和吸收能量的時候，

8、不是連續(xù)的，而是一份一份的。能量是h?的整數(shù)倍。每份能量為:E=hν