3-5 17.1能量量子化.ppt
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1、能量量子化:物理学的新能量量子化:物理学的新纪元纪元第一节第一节12/28/202219世纪末页,牛顿定律在各个领域里都取世纪末页,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,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一个能推断一切电磁现象的 Maxwell方程。方程。另外还找到了力、电、光、声另外还找到了力、电、光、声-等都遵等都遵循的规律循的规律-能量转化与守恒定律。当时能量转化与守恒定律。当时许多物理学家都沉
2、醉于这些成绩和胜利之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。中。他们认为物理学已经发展到头了。12/28/2022 1900年,在英国皇家学会的新年庆祝会上年,在英国皇家学会的新年庆祝会上,著名物理学家开尔文著名物理学家开尔文勋爵作了展望新世纪的发言勋爵作了展望新世纪的发言:“科学的大厦已经基本完成,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后辈的物理学家只要做一些零碎的修补工作就行了。修补工作就行了。”-开尔文开尔文-也就是说:物理学已经没有什么新东西了,后一辈只也就是说: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
3、后面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!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,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: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,还有两朵令但是,在物理学晴朗天空的远处,还有两朵令人不安的乌云,人不安的乌云,-”12/28/2022这两朵乌云是指什么呢?这两朵乌云是指什么呢?一朵与黑体辐射有关,一朵与黑体辐射有关,另一朵与迈克尔逊实验有关。另一朵与迈克尔逊实验有关。然而然而,事隔不到一年事隔不到一年(1900年底年底),就从,就从第第一朵乌云中降生了量子论一朵乌云中降
4、生了量子论,紧接着,紧接着(1905年年)从第二朵乌云中降生了相对论。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。正可谓展到了一个更为辽阔的领域。正可谓“山山重水复疑无路重水复疑无路,柳暗花明又一村柳暗花明又一村12/28/2022 固体或液体,在任何温度下都在发射各种波长的固体或液体,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。温度有
5、关。固体在温度升高时颜色的变化固体在温度升高时颜色的变化1400K800K1000K1200K1.1.1.1.热辐射现象热辐射现象热辐射现象热辐射现象黑体与黑体与 黑体辐射黑体辐射12/28/2022一、一、热辐射及其特点热辐射及其特点1.热辐射热辐射由于分子热运动导致物体辐射电磁波由于分子热运动导致物体辐射电磁波温度不同时温度不同时 辐射的波长分布不同辐射的波长分布不同 例如:铁块例如:铁块 温度温度 从从看不出发光看不出发光到到暗红暗红到到橙色橙色到到黄白色黄白色这种与温度有关这种与温度有关的的辐射辐射 称为称为热辐射热辐射热辐射热辐射 -热能转化为电磁能的过程热能转化为电磁能的过程12/
6、28/20222.对热辐射的初步认识对热辐射的初步认识任何物体任何温度均存在热辐射任何物体任何温度均存在热辐射温度温度 发射的能量发射的能量 电磁波的短波成分电磁波的短波成分 如一个如一个20瓦的白炽灯和一个瓦的白炽灯和一个200瓦的白炽灯瓦的白炽灯昏黄色昏黄色贼亮贼亮 刺眼刺眼12/28/2022直觉直觉:低温物体发出的是低温物体发出的是红外光红外光 炽热物体发出的是炽热物体发出的是可见光可见光 高温物体发出的是高温物体发出的是紫外光紫外光注意:注意:热辐射与温度有关热辐射与温度有关 激光激光 日光灯发光不是热辐射日光灯发光不是热辐射12/28/2022二、平衡热辐射二、平衡热辐射 加热一物
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