2012高一物理课件 6.2 量子世界 （鲁科版必修2）1

(共14张PPT)
6.1量子世界
通过上节课的学习，我们知道在19世纪与20世纪之交（1900年前后），许多人认为物理学这座庄严雄伟、动人心弦的科学殿堂已经基本建成了。只是“物理学晴朗天空的远处，漂浮着两朵小小的令人不安的乌云。”
两朵乌云：
迈克尔孙—莫雷实验 热辐射实验
相对论
经典力学 狭义相对论
光速
时间与空间
质量
使用范围
光速是相对的，在不同的参照系上测量，光速可能不同。
在任何惯性系中，测量的光速都相等。
绝对的时间与绝对的空间，时间与空间和物体的运动无关
时间与空间是相对的与物体的运动有关，（时间延缓效应、长度收缩效应）
物体的质量是恒定的。
物体的质量与运动有关，运动时质量变大。
低速世界（我们所生活的这个世界）
高速世界（速度接近或达到光速）
通过前面的学习，我们知道在19世纪与20世纪之交（1900年前后），许多人认为物理学这座庄严雄伟、动人心弦的科学殿堂已经基本建成了。只是“物理学晴朗天空的远处，漂浮着两朵小小的令人不安的乌云。”
两朵乌云：
迈克尔孙—莫雷实验 热辐射实验
相对论
量子论
我们知道，燃烧的物体都会发光，后来人们发现那是因为燃烧使物体温度升高的缘故。
为什么？？？？
光有很多种颜色：
可见光：红橙黄绿青蓝紫
光是一种电磁波，
波长不同光的颜色就不一样。
可见光：红橙黄绿青蓝紫
波长：780nm~380nm
燃烧与光到底有什么关系？？
热辐射：任何物体在任何温度下都会发射各种波长的电磁波。
当温度达到一定值时，使发射电磁波的波长在可见光波长范围内，就可以看到光。
任何物体都可以发射热辐射，也可以吸收吸收热辐射。
黑体：一个能完全吸收热辐射而不反射热辐射的物体。（即光射进去之后完全不反射出来）
科学家们通过实验得出：黑体辐射的波长与温度的关系。
T/K
λ/μm
物理学家想通过经典物理学理论推导出实验曲线。
瑞利—金斯曲线
实验曲线
普朗克从1894年起投入对黑体辐射的研究，奋斗了6年。在用经典理论无法解释实验结果的情况下，提出了崭新的量子假说，成功的解决了“紫外灾难”的问题。
普朗克的量子假说认为：物质辐射的能量是一份一份的，就像物体是由一个一个原子构成的一样。
一份能量就是一个量子，大小取决于波长，与频率成正比：
是普适常数6.63×10-34J·S， 是频率。
经典物理学认为，能量是连续的。
人们认为光有两种属性，波动性和粒子性。光是电磁波，具有波动性。什么是粒子性？
1、牛顿是光的微粒说的创始人，认为光是高速运动的粒子流。
可以解释光的反射、光的颜色等。18世纪被大多数人说认可。
但却不能解释光的干涉、衍射等。
二、光是什么？？
2、荷兰物理学家惠更斯认为，光像水波一样，是一种波，称为光波。
19世纪60年代，英国物理学家麦克斯韦又提出光是一种电磁波。即光的波动说。
可以解释光的干涉、衍射等
到19世纪，波动说就取代了微粒说，得到大多数人的认可。
3、但20世纪初，光电效应的出现，人们发现电磁波又没办法解释这一现象。
这时爱因斯坦意识到普朗克量子假设的意义，即能量是量子化的。提出了光量子假设。
爱因斯坦认为：光是不连续的、分成许多单元，具有一定的能量，这些单元就称为光量子。即光也是一份一份的。
光量子即光子。
4、光具有波粒二象性：光在一定条件下，突出地表现为微粒性，实质是不连续的。而在另一些条件下，又突出地表现为波动性。
5、法国物理学家德布罗意通过研究，意识到既然光具有波粒二象性，那么质量不为零的物质粒子（如电子）也应具有波动性。
提出了物质波理论：每个物质的粒子都伴随着波，这种波就叫做物质波，又称为概率波。
德布罗意物质波理论揭示了物质（包括光和电子）的统一性。