拨开黑体辐射的疑云课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,拨开黑体辐射的疑云,第二章第一节,1900,年，在英国皇家学会的新年庆祝会上,著名物理学家开尔文勋爵作了展望新世纪的发言,:,“,科学的大厦已经基本完成，,后辈的物理学家只要做一些零碎的修补工作就行了。”,-,开尔文,-,也就是说：物理学已经没有什么新东西了，后一辈只要把做过的实验再做一做，在实验数据的小数点后面在加几位罢了！,开尔文他还讲到：,“,但是，在物理学晴朗天空的远处，还有两朵令人不安的乌云，,-”,这两朵乌云是指什么呢？,热辐射实验,迈克尔逊,-,莫雷实验,经 典 物 理 学,相对论,量子力学的诞生,一、热辐射,1.,定义：,物体在任何温度下都会辐射电磁波的现象。,2.,原因：,物体分子无规则热运动，辐射电磁波。,3.,特点：,物体温度,高，,辐射能量本领,强，,电磁波的短波,成分,多，,长波成分,少,。（,各种波长都有）,红外照相机拍摄的人的头部的,热图,热的地方显白色，冷的地方显黑色,当前位置：,中工网,人物频道,职工风采,正文,采钢水温度是多少 目光一测便知晓,workercn,2009/2/12 08:23,来源：河北工人报,郑久强,英国“风筝”单兵武器微光瞄准镜,在,SA80 5.56,毫米枪上使用。重不超过,1,千克，弱月光下观察距离,600,米，在星光下,400,米。,美国,AN/PVS-5A,微光夜视眼镜,它可在,200,米内发现人，在,136,米内识别人，在,565,米内发现坦克，在,395,米内识别坦克。,不透明体,实际物体热辐射的复杂性,外来各种波长的辐射能,反射到外界某些波长的辐射能,吸收某些波长的辐射能,辐射各种波长的热辐射能,1.,黑体,能完全吸收各种波长的辐射能而不发生反射，该物体称为绝对黑体。简称黑体。（理想模型）,二,.,黑体辐射实验规律,不透明的材料制成带小孔的的空腔,可近似看作,黑体,。,黑体模型,研究黑体辐射的规律是了解一般物体热辐射性质的基础。,2.,黑体平衡热辐射,加热一黑体，黑体所吸收的能量等于在同一时间内向外辐射的能量，这样的辐射称为黑体平衡热辐射。平衡热辐射时黑体，温度恒定。,3.,黑体辐射实验规律,黑体辐射测量的实验装置,对黑体加热达到某一温度，平衡时会放出热辐射。,通过透镜、棱镜折射可得到黑体辐射的不同方向不同波长。,通过采集装置可得到黑体的不同波长对对应辐射能量的本领。,实验装置,采集装置,T,平行光管,三棱镜,T,加热,0 1 2 3 4 5 6,(m),1700K,1500K,1300K,1100K,4.,实验结果及经验结论,1.,温度升高，黑体辐射各种波长的本领增强。,2.,温度升高，黑体辐射本领最大值向短波移动。,5.,理论解释,实验值,瑞利,-,金斯线,o,/,m,维恩线,1,2,3,4,5,6,7,8,实验值,瑞利,-,金斯线,实验值,瑞利,-,金斯线,三,.,普朗克的能量子假说与黑体辐射公式,1.,能量子假说：,1.,黑体空腔壁的分子可看作振子，,振子的能量是不连续的,能量,只能是,=h,的整数倍,:,2,.,振子辐射或吸收能量时，交换能量的最小单位是,=h,注：,1,）,=h,能量子简称量子，能量的最小单位,h=,6.6,3,10,-34,焦耳,秒,-,普朗克常数,；,振子频率,n=,1,2,3,.,2,）振子能量,能量,经典,量子,2.,黑体辐射公式,1900.12.14,普朗克在德国物理学会会议上提出一个黑体辐射公式,M.Planck,德国人,1858,1947,普朗克公式图像与实验事实高度吻合,实验,瑞利,-,琼斯线,维恩线,T=1646k,普朗克线,能量子很小，宏观世界一般观测不到能量子效应，可以认为能量是连续的。因此，经典物理学可以很好的解释宏观现象的运动。但当研究原子一下的微观世界，就必须考虑能量量子化。,普朗克贡献,普朗克的能量子假说使人类认识微观世界的本质有了全新的认识，对现代物理学的发展产生了革命性的影响。普朗克常量是自然界最基本的常量之一，体现了微观世界的基本特征。,1918,年普朗克因此获诺贝尔奖。他的墓碑上也刻着,h=,6.6,3,10,-34,尔格,秒,普朗克这一思想是完全背离经典物理，并,受到当时许多人的怀疑和反对，包括当时的物理,学泰斗,-,洛仑兹。乃至当时普朗克自已也想以某,种方式来消除,这一关系式。它写道：,“我试图将,h,纳入经典理论的范围，但一切,这样的尝试都失败了，这个量非常顽固后来他,又说：,“在好几年内我花费了很大的劳动，徒劳,地去尝试如何将作用量子引入到经典理论中去。,我的一些同事把这看成是悲剧。但我有自已的看,法，因为我从这种深入剖析中获得了极大的好处,，起初我只是倾向于认为，而现在是确切地知道,作用量子 将在物理中发挥出巨大作用”。,事实上正是这一理论导致了量子力学的诞生，普,朗克也成为了量子力学的开山鼻祖，,1918,年因此,而获得诺贝尔奖。,