1、第十七章波粒二象性 第1節能量量子化,普朗克的量子說 量子論的觀點最初是在研究熱輻射的規律時產生的 我們周圍的物體都在不斷地輻射電磁波，這是由分子和原子的熱運動引起的，所以叫作熱輻射物體在室溫時熱輻射電磁波的波長比較長，不能引起我們的覺察，但是如果溫度在500 以上，它就能輻射可見光了，鐵塊燒熱會變紅，就是這個道理 除了熱輻射之外，物體表面還會反射外界射來的電磁波，有的物體的反射能力比較小，在光線照射下看起來比,別的物體黑一些假設有這樣一類物體，它們完全不能反射電磁波，我們就稱之為絕對黑體，簡稱黑體 絕對黑體熱輻射的規律比較簡單，在19世紀末許多人做了大量研究，黑體輻射的波長并不是單一的，它同

2、時輻射各種波長的電磁波，不同波長的輻射波，它們的強度也不一樣，課本中的圖畫出了四種溫度下絕對黑體熱輻射的強度與波長的關系，可以看出，隨著溫度的升高，一方面，各種波長的輻射強度都有增加；另一方面，輻射強度的極大值向波長較短的方向移動，或者可以粗略,地說：“溫度越高，輻射電磁波的波長越短”，燒紅的鐵塊如果繼續升溫，就會達到“白”熱，這是因為溫度升高后，在它輻射的光中，波長較短，如藍光、紫光所占的比例就會增加，更接近日光中各種色光的比例，因此看起來幾乎是白色的 怎樣解釋這些實驗現象呢？物體是由不停運動的帶電微粒組成的，按照經典的電磁理論，帶電微粒的振動相當于交變電流，所以這些分子、原子就是一個個小天

3、線，它們具有各種能量，可以向外輻射或接收電磁波但是基于這種認識的一系列研究結果都和實驗規律不一致,1900年，德國物理學家普朗克做出了一個大膽的假設，解決了熱輻射問題，同時也改變了人們對微觀世界的認識 普朗克認為，粒子的能量只能是某一最小能量值E的整數倍例如，可能是E或2E、3E當帶電微粒輻射或吸收能量時，也是以這個最小能量值為單位一份一份地輻射或吸收的這個不可再分的最小能量值E叫作能量子在微觀世界中，能量不能連續變化，只能取分立值的現象，叫作能量的量子化,根據普朗克的能量子假設推算出的黑體輻射規律和觀測事實符合得很好，但是能量量子化的觀點違背日常生活經驗，當時沒有被人接受，即使普朗克本人也躊

4、躇不決后來，愛因斯坦勇敢地接受了量子化的觀點，成功地解釋了光電效應，才使量子論走上了進一步發展的道路,1黑體與黑體輻射 (1)熱輻射：我們周圍的一切物體都在輻射_，這種輻射與物體的_有關，所以叫作熱輻射物體的溫度升高，熱輻射中_的成分越來越強 (2)黑體：如果某種物體能夠_入射的各種波長的電磁波而_，這種物體就是絕對黑體，簡稱黑體,電磁波,溫度,較短波長,完全吸收,不發生反射,3)黑體輻射：一般物體輻射電磁波的情況除與_有關外，還與_及_有關，而黑體輻射電磁波的強度按_的分布只與黑體的_有關 2黑體輻射的實驗規律(黑體輻射的強度與波長的關系) 黑體輻射實驗中，隨著溫度的升高，一方面，各種波長的

5、輻射強度_；另一方面，輻射強度的極大值向_的方向移動,溫度,材料的種類,表面狀況,波長,溫度,都有增加,波長較短,3能量子：超越牛頓的發現 (1)能量量子化：宏觀物體的能量是_；而普朗克認為微觀粒子的能量是_的，或說微觀粒子的能量是_的，即帶電微粒的能量只能是某一最小能量值的_倍 (2)能量子：不可再分的最小能量值叫作能量子，且_.式中的是_，h叫作普朗克常量，其值為h_,連續的,量子化,分立,整數,h,電磁波的頻率,6.6261034 Js,1 黑體與黑體輻射,1熱輻射 (1)定義：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，所以叫熱輻射 (2)特點：熱輻射強度按波長的分布情

6、況隨物體的溫度而有所不同,2黑體 (1)定義：在熱輻射的同時，物體表面還會吸收和反射外界射來的電磁波如果一些物體能夠完全吸收投射到其表面的各種波長的電磁波而不發生反射，這種物體就是絕對黑體，簡稱黑體 (2)黑體輻射特點：黑體輻射電磁波的強度按波長的分布與黑體的溫度有關 注：一般物體的熱輻射除與溫度有關外，還與材料的種類及表面狀況有關,1能量子 (1)能量子的定義 振動著的帶電微粒的能量只能是某一最小能量值的整數倍例如，可能是或2、3當帶電微粒輻射或吸收能量時，也就是以這個最小能量為單位一份一份地輻射或吸收時這個不可再分的最小能量值叫作能量子 (2)能量子公式,2 能量量子化超越牛頓的發現,h 是電磁波的頻率，h是一個常量，后被稱為普朗克常量(Planck constant)，其值為 h6.6261034 Js (3)能量的量子化 在微觀世界中能量不能連續變化，只能取分立值，這種現象叫作能量的量子化,3普朗克的量子化假設的意義 普朗克的能量子假設，使人類對微觀世界的本質有了全新的認識，對現代物理學的發展產生了革命性的影響普朗克常量h是自然界最基本的常量之一，它體現了微觀世界的基本特征,例氦