于是，1900年，在英國(guó)皇家學(xué)會(huì)的新年慶祝會(huì)上,著名物理學(xué)家開爾文勛爵作了展望新世紀(jì)的發(fā)言:
但開爾文畢盡是一位重視現(xiàn)實(shí)和有眼力的科學(xué)家，就在上面提到的文章中他還講到：“但是，在物理學(xué)晴朗天空的遠(yuǎn)處，還有兩朵令人不安的烏云.”
后來(lái)的事實(shí)證明，正是這兩朵烏云發(fā)展成為一埸革命的風(fēng)暴，烏云落地化為一埸春雨，澆灌著兩朵鮮花。
而關(guān)于黑體輻射的問(wèn)題正是我們今天要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。
把鐵塊投進(jìn)火爐中，剛開始鐵塊只是發(fā)熱，并不發(fā)光。隨著溫度的升高，鐵塊會(huì)慢慢變紅，開始發(fā)光。鐵塊依次呈現(xiàn)暗紅、赤紅、橘紅等顏色，直至成為黃白色。為什么會(huì)有這樣的變化呢？
我們周圍的一切物體都在輻射電磁波，這種輻射與物體的溫度有關(guān)，所以叫作熱輻射。物體在室溫時(shí)，熱輻射的主要成分是波長(zhǎng)較長(zhǎng)的電磁波，不能引起人的視覺(jué)。當(dāng)溫度升高時(shí)，熱輻射中波長(zhǎng)較短的成分越來(lái)越強(qiáng)。
隨著溫度的升高，鐵塊從發(fā)熱，再到發(fā)光，鐵塊的顏色也不斷發(fā)生變化。
常溫下我們看到不發(fā)光的物體顏色就是物體表面反射光所致。
大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，輻射強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布情況隨物體的溫度而有所不同。
黑體：如果某物體能夠完全吸收入射的各種波長(zhǎng)的電磁波而不發(fā)生反射，這物體稱為黑體。
研究黑體輻射是了解一般物體熱輻射性質(zhì)的基礎(chǔ)。
黑體輻射：對(duì)于一般材料的物體，輻射電磁波的情況除與溫度有關(guān)外，還與材料的種類及表面狀況有關(guān)，而黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與黑體的溫度有關(guān)。
黑體輻射實(shí)驗(yàn)：隨著溫度的升高?各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都有增加；?輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)。
維恩的半經(jīng)驗(yàn)公式： 短波符合，長(zhǎng)波不符合。2. 瑞利—金斯公式波符合，短波荒唐。 ——紫外災(zāi)難
為了得出同實(shí)驗(yàn)相符的黑體輻射公式，德國(guó)物理學(xué)家普朗克進(jìn)行了多種嘗試。
1900年底，普朗克作出了這樣的大膽假設(shè)：
振動(dòng)著的帶電微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整數(shù)倍。例如，可能是ε或 2ε、3ε……這個(gè)不可再分的最小能量值ε叫作能量子，它的大小為
?是電磁波的頻率，h 是一個(gè)常量，后人稱之為普朗克常量，其值為
借助于能量子的假說(shuō)，普朗克得出的黑體輻射的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布公式，與實(shí)驗(yàn)符合的非常好。
能量子的觀點(diǎn)與宏觀世界中我們對(duì)能量的認(rèn)識(shí)有很大不同，例如，一個(gè)宏觀的單擺，小球在擺動(dòng)的過(guò)程中，受到摩擦阻力的作用，能量不斷減小，能量的變化是連續(xù)的。而普朗克的假設(shè)則認(rèn)為微觀粒子的能量是量子化的，或者說(shuō)微觀粒子的能量是不連續(xù)（分立）的。
普朗克的能量子假設(shè),使人類對(duì)微觀世界的本質(zhì)有了全新的認(rèn)識(shí),對(duì)現(xiàn)代物理學(xué)的發(fā)展產(chǎn)生了革命性的影響。成為物理學(xué)發(fā)展史上一個(gè)重大轉(zhuǎn)折點(diǎn);普朗克常量h是自然界最基本的常量之一,它體現(xiàn)了微觀世界的基本特征;不僅成功地解決了熱輻射中的難題，而且開創(chuàng)物理學(xué)研究新局面，標(biāo)志著人類對(duì)自然規(guī)律的認(rèn)識(shí)已經(jīng)從從宏觀領(lǐng)域進(jìn)入微觀領(lǐng)域，為量子力學(xué)的誕生奠定了基礎(chǔ)。
光本身就是一個(gè)個(gè)不可分割的能量子，后來(lái)被叫做光子，其能量為：
愛(ài)因斯坦從普朗克的能量子說(shuō)中得到了啟發(fā)，他提出：
微觀世界中能量取分立值的觀念也適用于原子系統(tǒng)，原子的能量是量子化的。這些量子化的能量值叫作能級(jí)（energy level）。
原子從高能態(tài)向低能態(tài)躍遷時(shí)放出的光子的能量，等于前后兩個(gè)能級(jí)之差。
玻爾理論對(duì)氫光譜的解釋：玻爾從上述假設(shè)出發(fā)，利用經(jīng)典理論和量子理論結(jié)合，計(jì)算出了氫的電子的軌道半徑和對(duì)應(yīng)的能量值（能級(jí)）。
20世紀(jì)20年代，量子力學(xué)建立了，它能夠很好地描述微觀粒子運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，并在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中發(fā)揮了重要作用。
核能的利用，計(jì)算機(jī)和智能手機(jī)的制造，激光技術(shù)等的應(yīng)用都離不開量子力學(xué)。是量子力學(xué)引領(lǐng)我們邁入了現(xiàn)代社會(huì)，讓我們享受到非富多彩的現(xiàn)代生活。
宇宙浩瀚無(wú)垠，神秘莫測(cè)。古人通過(guò)肉眼觀察星空，繪制星圖。望遠(yuǎn)鏡的發(fā)明拓展了人類的視野，使人們對(duì)天體的了解更加清楚。
【練習(xí)1】（多選）以下關(guān)于輻射強(qiáng)度與波長(zhǎng)的關(guān)系的說(shuō)法中正確的是（?。〢．物體在某一溫度下只能輻射某一固定波長(zhǎng)的電磁波B．當(dāng)鐵塊呈現(xiàn)黑色時(shí)，說(shuō)明它的溫度不太高C．當(dāng)鐵塊的溫度較高時(shí)會(huì)呈現(xiàn)赤紅色，說(shuō)明此時(shí)輻射的電磁波中該顏色的光強(qiáng)度最強(qiáng)D．早、晚時(shí)分太陽(yáng)呈現(xiàn)紅色，而中午時(shí)分呈現(xiàn)白色，說(shuō)明中午時(shí)分太陽(yáng)溫度最高
【練習(xí)2】（2022春·湖南常德·高二漢壽縣第一中學(xué)?？茧A段練習(xí)）如圖所示為黑體輻射的規(guī)律，由此圖象得到下列結(jié)論正確的是（　?。〢．隨著溫度的降低，各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都增大B．隨著溫度的降低，輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)C．黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與黑體的溫度有關(guān)D．黑體熱輻射的強(qiáng)度與波長(zhǎng)無(wú)關(guān)
【練習(xí)3】（多選）對(duì)宇宙微波背景輻射的黑體譜形狀的研究被譽(yù)為是宇宙學(xué)研究進(jìn)入精密科學(xué)時(shí)代的起點(diǎn)。下列與宇宙微波背景輻射的黑體譜相關(guān)的說(shuō)法中正確的是（　?。〢．微波是指波長(zhǎng)在10-3m到10m之間的電磁波B．微波和聲波一樣都只能在介質(zhì)中傳播C．黑體的熱輻射實(shí)際上是電磁輻射D．普朗克在研究黑體的熱輻射問(wèn)題中提出了能量子假說(shuō)
【練習(xí)4】（2022春·遼寧朝陽(yáng)·高二階段練習(xí)）2022年5月5日，我國(guó)成功利用“墨子號(hào)”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星，實(shí)現(xiàn)了地球上1200公里間的量子態(tài)遠(yuǎn)程傳輸，這次實(shí)驗(yàn)的成功，意味著我國(guó)在量子通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)領(lǐng)域向前邁出了重要的一步。下列關(guān)于量子化的說(shuō)法正確的是（????）A．愛(ài)因斯坦首先提出了“能量子”的概念 B．物體的長(zhǎng)度是量子化的C．對(duì)于宏觀帶電物體，其電荷量是量子化的D．能量子與電磁波的頻率成反比
【練習(xí)5】由中國(guó)健康發(fā)展研究中心發(fā)布《國(guó)民視覺(jué)健康報(bào)告》白皮書顯示，我國(guó)學(xué)生的近視患病率在逐年增加。課業(yè)負(fù)擔(dān)重、沉迷電子產(chǎn)品已成為影響青少年視力的兩大“殺手”?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)采用激光“焊接”視網(wǎng)膜技術(shù)來(lái)治療近視，所用激光的波長(zhǎng) 。已知普朗克常量 ，光在真空中傳播速度 ，則該激光中每個(gè)光子的能量為（　?。〢． B．C． D．

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