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课件网) 材料鉴赏： 19世纪末，牛顿定律在各个领域里都取得了很大的成功：在机械运动方面不用说，在分子物理方面，成功地解释了温度、压强、气体的内能。 在电磁学方面，建立了一个能推断一切电磁现象的 Maxwell方程。 另外还找到了力、电、光、声--等都遵循的规律--能量转化与守恒定律。 当时许多物理学家都沉醉于这些成绩和胜利之中。他们认为物理学已经发展到头了。 1900年，在英国皇家学会的新年庆祝会上，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) 但开尔文毕竟是一位重视现实和有眼力的科学家，就在上面提到的文章中他还讲到： “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？ 黑体辐射实验 迈克尔逊- 莫雷实验 后来的事实证明，正是这两朵乌云发展成为一埸革命的风暴，乌云落地化为一埸春雨，浇灌着两朵鲜花。 普朗克量子力学的诞生 相对论问世 这两朵乌云到底是什么回事呢？ 量子力学 相对论 微观领域 高速领域 经典力学 思考与讨论1: 在火炉旁边有什么感觉? 投在炉中的铁块开始是什么颜色？过一会有是什么颜色？ 实验：加热铁 固体或液体，在任何温度下都在辐射各种波长的电磁波，这种由于物体中的分子、原子受到激发而发射电磁波的现象称为热辐射。所辐射电磁波的特征与温度有关。 固体在温度升高时颜色的变化 1400 K 800 K 1000 K 1200 K 例如：铁块 温度? 从看不出发光到暗红到橙色到黄白色 一、热辐射现象 无论是高温物体还是低温物体，都有热辐射，所辐射的能量及波长的分布都随温度而变化。 例如，铁块随着温度升高： 现象： 表明：①辐射强度及波长的分布随温度变化； ② 随着温度升高，电磁波的短波成分增加。 不发光→ 暗红→ 赤红→ 橘红→ 黄白色 注意： 激光、日光灯发光不是热辐射 热平衡状态：物体的温度恒定时，物体所吸收的能量等于在同一时间内辐射的能量，这时得到的辐射称为平衡热辐射。 思考与讨论2：一座建设中的楼房还没安装窗子，尽管室内已经粉刷，如果从远处看窗内，你会发现什么？为什么？ 二、黑体与黑体辐射 物体表面能够吸收和反射外界射来的电磁波。 如果一个物体在任何温度下，对任何波长的电磁波都完全吸收，而不反射与透射，则称这种物体为绝对黑体，简称黑体。 不透明材料制成的带小孔的空腔。 说明： ①黑体是个理想化的模型。 例：开孔的空腔，远处的窗口等可近似看作黑体。 ②对于黑体，在相同温度下的辐射规律是相同的。 ③一般物体的辐射与温度、材料、表面状况有关，但黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关。 三、黑体辐射的实验规律 研究黑体辐射的规律是了解一般物体热辐射性质的基础。 1、测量黑体辐射的实验原理图： 加热空腔使其温度升高，空腔就成了不同温度下的黑体，从小孔向外的辐射就是黑体辐射。 T 平行光管 三棱镜 T 。 2、辐射强度： 单位时间内从物体单位面积上所发射的各种波长的总辐射能，称为辐射强度。 发现：随温度的升高 ①各种波长的辐射强度都在增加； ②绝对黑体的温度升高时，辐射强度的最大值向短波方向移动 辐射强度 维恩线 瑞利--金斯线 紫 外 灾 难 o 实验值 /μm 1 2 3 4 5 6 7 8 3、经典物理学所遇到的困难———解释实验曲线 一朵令人不安的乌云 1）维恩的半经验公式： 短波符合；长波不符合 2）瑞利--金斯公式： 长波符合；短波荒唐 --紫外灾难 ? 普朗克能量子假说 ? 辐射物体中包含大量振动着的带电微粒，它们的能量是某一最小能量的整数倍 E=nε n=1,2,… ?ε叫能量子，简称量子，n为量子数，它只取正整数———能量量子化 ? ... ...
