1、第四章原子结构和波粒二象性横县百合完全中学韦衍虎182761435374.1 普朗克黑体辐射理论问题导入 量子论使人们认识了微观世界的运动规律，并发展了一系列对原子、分子等微观粒子进行有效操控和测量的技术。图为利用扫描隧道显微镜将48个铁原子排成的原子围栏。那么，人们认识量子规律的第一步是怎样迈出的?一、黑体与黑体辐射 1.黑体：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。思考：那怎么样才能得到一个黑体啊？太阳，白炽灯灯丝近似当做黑体 带小孔的空腔 2.黑体辐射：黑体向外辐射的电磁波（热辐射）。黑体辐射：只与温度有关 一般辐射：与温度、材料、表面状况有关 差别大 它可能反映了某种具有普
2、遍意义的客观规律，人们因此对黑体辐射进行了深入的实验及理论研究。利用分光技术和热电偶等设备，可以测出黑体辐射电磁波的强度按波长分布的情况。二、黑体辐射的实验规律 黑体辐射谱 辐射强度的极大值向波长较短的方向移动 温度升高：各种波长的辐射强度都增加 思考：怎样解释黑体辐射的实验规律呢?+-+-+-1.黑体辐射的理论解释 带电微粒震动变化的电磁场 物体中存在带电微粒 直接找规律有点儿困难，科学家打算结合理论来寻找这个公式。2.维恩、瑞利金斯的解释 维恩公式在短波区与实验非常接近，在长波区则与实验偏离很大。瑞利公式在长波区与实验基本一致，但在短波区与实验严重不符。3.普朗克的解释 普朗克找到了一个数
3、学公式，它与实验吻合得非常完美。维恩公式和瑞利金斯公式，其实就是普朗克公式的特殊情况。三、能量子 组成黑体的振动着的帯电微粒的能量，只能是某一最小能量值的整数倍。例如，可能是或2、3这个不可再分的最小能量值叫做能量子。和我们学习电荷数类似：只能是元电荷的整数倍。叫能量子，简称量子，能量是量子化的，只能一份一份地按不连续方式辐射或吸收能量。比喻：电磁波就好象是机关枪发射子弹，子弹是一颗一颗向前运动的，每一颗子弹就好象是一份电磁波。=hh：普朗克常量，h=6.62610-34J/s普朗克：电磁波的频率 普朗克对微观带电微粒能量取值的假设和宏观世界中我们对能量的认识有很大不同。弹簧振子 能量 量子
4、经典 能量值是连续的 课堂练习 例1：以下宏现概念中，哪些是“量子化”的（）A.物体的长度 B.物体所受的重力 C.物体的动能 D.学生的个数 D解析：“量子化”是不连续的,是一份一份的,故选D。课堂练习 例2：关于热辐射，下列叙述中正确的是()A.一切物体都在辐射电磁波 B.任何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是因为能量量子化 D.黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波 ACD课堂练习 例3：红、橙、黄、绿四种单色光中，光子能量最小的是（）A.红光 B.橙光 C.黄光 D.绿光 解析：由=hv=ch因为红光的波长最长，所以能量最小，故选A。课堂练习 例4：可见光的波长的大致范围是400-760nm。400nm，760nm电磁辐射的能量子的值是多少?解析：由=hv=ch400nm电磁辐射的能量子 J10974J10410310636ch197834.760nm电磁辐射的能量子 J10842J10710310636ch197834.课堂小结 1.黑体：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。2.黑体辐射：黑体向外辐射的电磁波（热辐射），只与温度有关。3.叫能量子，能量是量子化的，只能一份一份地按不连续方式辐射或吸收能量。=hh：普朗克常量，h=6.62610-34J/s：电磁波的频率
