無錫市第一中學這兩朵烏云是指什么呢？黑體輻射實驗光的速度后來的事實證明，正是這兩朵烏云發展成為一埸革命的風暴，烏云落地化為一埸春雨，澆灌著兩朵鮮花。普朗克量子力學的誕生相對論問世這兩朵烏云到底是什么回事呢？經典力學量子力學相對論微觀領域高速領域能量量子化物理學的新紀元第一節：思考與討論1，在爐火旁邊有什么感覺？2，投在爐中的鐵塊一開始是什么顏色？過一會兒又是什么顏色？800K1000K1200K1400K固體在溫度升高時顏色的變化：熱輻射現象：一切物體在任何溫度下都在輻射電磁波，這種輻射與物體的溫度有關，所以叫做熱輻射。輻射規律：1.輻射的電磁波中包含各種波長的電磁波，不同波長，輻射強度不同。2.溫度升高，輻射強度增大，同時輻射電磁波的頻率和波長也在變化。問題：如何研究物體的熱輻射規律？注意：除了熱輻射外，物體表面還會吸收和反射外界射來的電磁波，例如：常溫下我們看到的物體顏色就是物體反射了該頻率的電磁波，吸收了其他頻率的電磁波。一些物體看起來很黑，其實是它吸收所有電磁波，反射的電磁波很弱。那么：在研究物體熱輻射中，應如何避免反射電磁波的影響？一，黑體及黑體輻射

理想的熱輻射體是“絕對黑體”，簡稱“黑體”。它在任何溫度下都能全部吸收入射的各種波長的電磁波而不發生反射。

在空腔壁上開一個很小的孔，射入小孔的電磁波在空腔中會發生多次反射和吸收，最終不能從空腔射出。這個小孔就可以看成一個絕對黑體。德國物理學家基爾霍夫首先提出了絕對黑體的模型。說明：①黑體是個理想化的模型。例：開孔的空腔，遠處的窗口等可近似看作黑體。②實驗表明：對于一般材料的物體，輻射電磁波的情況除與溫度有關外，還與材料的種類及表面狀況有關，而黑體輻射電磁波的規律只與黑體的溫度有關，因而可以反映某種具有普通意義的客觀規律。于是，在研究熱輻射的規律時．人們特別注意對黑體輻射的研究。0123456λ(μm)1700K1500K1300K1100K二：黑體輻射的實驗規律隨著溫度的升高：1，各種波長的輻射強度都有增加；2，輻射強度的極大值向波長較短的方向移動。你能由圖找到黑體輻射的實驗規律嗎？

瑞利公式在長波部分與實驗結果比較吻合。但在紫外區(波長范圍在紫外線附近)竟算得輻射強度為無窮大，這個荒謬的結論被認為是物理學理論的災難，當時稱為“紫外災難”。瑞利理論值維恩理論值實驗T=1646k維恩公式在短波部分與實驗結果吻合得很好，但長波卻不行。三、能量子超越牛頓的發現

微觀世界的某些規律，在我們宏觀世弄看來可能非常奇怪。普朗克能量子理論*微觀粒子的能量只能是某一最小能量值ε的整數倍，E=nε（n=1,2,…），這個不可再分的最小能量值ε叫能量子，簡稱量子。n為正整數，稱為量子數。*帶電微粒吸收和輻射能量時，也是以這個最小能量值為單位一份一份地輻射和吸收的。

h=6.62610-34

J*S----普朗克常數

*能量子的能量：ε=h（是輻射吸收的電磁波的頻率）λ(μm)123568947普朗克理論實驗值理論與實驗符合的讓人擊掌叫絕1800K能量量子化：宏觀世界中：能量可以是任意值，可以連續變化。例如：物體的重力勢能，彈簧振子的彈性勢能。微觀世界中：微觀粒子的能量只能是一個一個的特定值，不能連續變化。（能量量子化），例如：物體的帶電量，電子繞原子核運動的軌道半徑。量子化：只能取一系列分立值，不能連續變化你能舉出生活中“量子化”例子嗎？普朗克的量子化理論改變了人們對世界的根本認識。1900年不僅成為新世紀的開始，也成為物理學的一個新紀元。18年后，普朗克為此獲得了諾貝爾物理學獎。問題與練習

在一杯開水中放入一枝溫度計，開水靜置室內，可以看到開水的溫度是逐漸降低的，既然從微觀的角度來看能量是一份一份向外輻射的，為什么它的溫度不是一段一段地降低？結論：1.在宏觀尺度內研究物體的能量變化時我們可以認為：物體的運動是連續的,能量變化是連續的,不必考慮量子化。（因為每個能量子的能量很小，宏觀物體的能量不連續變化非常不明顯，可以忽略不計。）2.在研究微觀粒子時必需考慮能量量子化意義：

普朗克拋棄了經典物理中的能量可連續變化、物體輻射或吸收的能量可以為任意值的舊觀點，提出了能量量子化、物體輻射或吸收能量只能一份一份地按不連續的方式進行的新觀點。這不僅成功地解決了熱輻射中的難題，而且開創物理學研究新局面，標志著人類對自然規律的認識已經從從宏觀領域進入微觀領域，為量子力學的誕生奠定了基礎。擴展閱讀:變革的困難1900年12月14日普朗克在德國物理學會上報告了自己的研究結果，他的公式受到歡迎，但他的能量子假說，卻受到冷遇，當時沒有人相信他的假說。能量的變化竟然是不連續的，這與物理學界幾百年來信奉的“自然界無跳躍”的原則直接矛盾，因此量子論出現之后，許多物理學家不予接受,物理學界最初的反應是極其冷淡的。人們只承認普朗克那個同實驗一致的經驗性的輻射公式，而不承認他的理論性的量子假說。遺憾的是，普朗克雖然發現了能量子，但他不能理解這一發現的意義，對自己的發現長期惴惴不安。在發現能量子之后的長達１４年時間，他總想退回到經典物理學的立場。他曾在散步時對兒子說：“我現在做的事情，要么毫無意義，要么可能成為牛頓以后物理學上最大的發現。”普朗克在做出量子假說時已年過四十。他受過嚴格的經典物理學訓練，對經典物理學十分熟悉和熱愛。他不愿意同經典物理學決裂，只是迫于事實的壓力，才不得不做出能量子的假說。他的能量子理論是不徹底的，他的理論還是以承認電磁波本身的連續性為基礎的。他把自己的量子假說僅僅局限于粒子對電磁波的吸收和發射的特殊性上。１９０５年，愛因斯坦提出光量子假說，成功地解釋了光電效應；１９０６年，他又將量子理論運用到固體比熱問題，獲得成功；１９１２年，玻爾將量子理論引入到原子結構理論中，克服了經典理論解釋原子穩定性的困難，建立了他的原子結構模型，取得了原子物理學劃時代的進展；１９２２年，康普頓通過實驗最終使物理學家們確認光量子圖景的實在性，從而使量子理論得到科學界的普遍承認。科學的發展總是在困難中前進，失敗不可怕，它是人類進步的階梯。課堂練習1.請你填空:在做全國人口普查時我們關心的是:現在全國有幾___人,班級小組長在數人數時常用:一___