
1900年,在英國皇家學會的新年慶祝會上,著名物理學家開爾文勛爵作了展望新世紀的發(fā)言:
也就是說:物理學已經沒有什么新東西了,后一輩只要把做過的實驗再做一做,在實驗數據的小數點后面在加幾位罷了!
但開爾文畢竟是一位重視現實和有眼力的科學家,就在上面提到的文章中他還講到:
現象 通恒定電流,功率為3W的燈在正常發(fā)光
問題 該光的波長約為多少納米?把它視為點光源,你能估算出一秒內進入你眼睛的光能嗎?說說你的方法.根據你的經驗燈的亮度會變化嗎?
但是,有人卻認為燈的發(fā)光應該是:
固體或液體,在任何溫度下都在發(fā)射各種波長的電磁波,這種由于物體中的分子、原子受到激發(fā)而發(fā)射電磁波的現象稱為熱輻射。所輻射電磁波的特征與溫度有關。
固體在溫度升高時顏色的變化
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 激光 日光燈發(fā)光不是熱輻射
一般物體輻射能量與T,λ有關;還與材料.表面積有關,
能夠完全吸收入射的各種波長的電磁波而不發(fā)生反射的物體
1.溫度越高,輻射能越大;
2.與最大輻射能對應的波長向短波方向移動
空腔隨溫度的升高而向外輻射電磁波
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
2. 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。
研究黑體輻射的規(guī)律是了解一般物體熱輻射性質的基礎。
空腔上的小孔煉鋼爐上的小洞
平衡態(tài)時 黑體輻射只依賴于物體的溫度,與構成黑體的材料 形狀無關
在發(fā)射和吸收能量的時候,不是連續(xù)不斷,而是分成一份一份的。能量是h? 的整數倍。
黑體輻射實驗是物理學晴朗天空中 一朵令人不安的烏云。
問題: 既然燈向外輻射的光能是分立的,一份份的。 為何我們看不到燈的亮度發(fā)生變化?
結論:1。在宏觀尺度內研究物體的運動時我們可以認為:物體的運動是連續(xù)的,能量變化是連續(xù)的,不必考慮量子化
2。在研究微觀粒子時必需考慮能量量子化
普朗克理論: 能量在發(fā)射和吸收的時候,不是連續(xù)不斷,而是分成一份一份的。能量是h? 的整數倍。
每份能量為: E=hν
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,正確地破除了”能量連續(xù)變化”的傳統(tǒng)觀念,成為現代物理學思想的基石之一, 為我們打開了量子之門,
就在1900年,一個名叫愛因斯坦(Albert Einstein)的青年從蘇黎世聯邦工業(yè)大學(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.
能量量子化:物理學的新紀元
就在那一年,在丹麥,15歲的玻爾(Niels Bhr)正在哥本哈根的中學里讀書。玻爾有著好動的性格。學習方面,他在數學和科學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(Luis de Brglie)當時8歲,還正在家里接受良好的幼年教育。后來他提出了物質波. 再過12個月,維爾茲堡(Wurzberg)的一位著名希臘文學教授就要喜滋滋地看著他的寶貝兒子小海森堡(Werner Karl Heisenberg)呱呱墜地。 以上人物都將在我們的課文中出現.請同學們記住他們的名字.
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