沪教版高中物理选修3-5课件 2.1拨开黑体辐射的疑云29张PPT

课件29张PPT。拨开黑体辐射的疑云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：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！开尔文还讲到：这两朵乌云是指什么呢？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?过一会是什么颜色?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。室温时 波长较长的电磁波
高温 波长较短的电磁波热辐射的主要成分:辐射的能量及其按波长的分布都随温度而变化。热辐射紫 靛电磁波谱分布示意图电磁波谱固体在温度升高时颜色的变化热辐射解释：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。黑体：如果某种物体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，这种物体就是绝对黑体，简称黑体。黑体与黑体辐射 黑体是理想化模型。黑体辐射的实验规律
实验规律：随着温度的升高，一方面，各种波长的辐度都有增加；另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。 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：公式适合于短波波段，
长波波段与实验偏离。公式只适用于长波段, 而在紫外区与实验不符,
----紫外灾难2）瑞利----金斯公式玻尔兹曼常数 k =1.380658?10-23J/K“紫外灾难”
维恩公式在短波区与实验非常接近，在长波区与实验偏离很大；瑞利公式在长波区与实验严重不符，不但不符，而且当波长趋于零时，辐射竞变成无穷大，这显然是荒谬的，由于长波很小的辐射处在紫外线波段，故而由理论得出的这种荒谬结果被认为是物理学理论的灾难，当时称为“紫外灾难”。普朗克的拟合结果能量子：超越牛顿的发现1. 能量子振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值E的整数倍。
2．能量子的大小：
E叫能量子，简称量子，
n为量子数，它只取正整数——能量量子化
h=6.63? J .S。----普朗克常数 普朗克能量子假说3．能量量子化：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．只能一份一份地按不连续方式辐射或吸收能量.
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．
普朗克在1900年把“能量子”引入物理学，正确地破除了“能量连续变化”的传统观念，成为新物理学思想的基石之一。 意义：（阅读书本）
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、物体辐射或吸收能量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。能量量子经典太阳辐射能量的相对大小波长λ/nm400800120016002000紫外线可见光红外线黄绿光案例分析某红光的波长为6.35x m,求其能量子的值。
1.下列叙述错误的是（ ）
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【解析】选B.我们周围的一切物体都在辐射电磁波，故A正确；根据热辐射和黑体辐射的特点知，一般物体辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料种类和表面状况有关，而黑体辐射只与黑体的温度有关，B错误，C正确；根据黑体的定义知D正确.2.黑体辐射的实验规律如图所示，由图可知
（ ）A.随温度升高，各种波长的辐射强度都有增加
B.随温度降低，各种波长的辐射强度都有增加
C.随温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动
D.随温度降低，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动【解析】选A、C、D.由题图可知，随温度的升高，各种波长的辐射强度都有增加，且辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，当温度降低时，上述变化相反.