高中物理选修3-5：17.2-光的粒子性-LI课件.ppt

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1、第十七章波粒二象性17.1能量量子化我们周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关，称为热辐射。所辐射电磁波的特征仅与温度有关。固体在温度升高时颜色的变化特性：热辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而有所不同。黑体与黑体辐射1.热辐射现象一、经典物理的麻烦800K暗红1000K赤红1200K橘红1400K黄白热辐射强度按波长(频率)的分布和温度有关，低温物体发出的是红外光，炽热物体发出的是可见光，高温物体发出的是紫外光。温度短波长的电磁波的比例。任何物体（气、液、固）在任何温度下，都会有热辐射。热辐射波谱是连续谱

2、，各种波长(频率)都有，但是强度不同。2.黑体及黑体辐射如果某种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，这种物体就是“绝对黑体”，简称“黑体”。它是在任何温度下都能全部吸收落在它上面的一切辐射的理想物体。黑体辐射特点：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。黑体模型：1895年，维恩首先指出，绝对黑体可以用一个带有小孔的辐射空腔（见图)来实现在一个空腔壁上开一个很小的孔，射入小孔的电磁波在空腔内表面会发生多次反射和吸收，最终不能从空腔射出。这个小孔（而非空腔壁）就成了一个黑体空腔上的小孔炼钢炉上的小洞向远处

3、观察打开的窗子近似黑体各种温度下黑体辐射强度按波长分布情况的实验曲线1）温度一定时，黑体的辐射强度每一条曲线都有一个极大值,对应的波长为λm。2）随着温度的升高，黑体的总辐射强度迅速增大，并且曲线的极大值点逐渐向波长较短的方向移动。3.黑体辐射的规律辐射强度（3）瑞利—金斯公式：在长波部分与实验结果比较吻合。但在短波区与实验严重不符，且当波长趋于0时，紫外区竟算得单色辐出度为无穷大—所谓的“紫外灾难”。利用经典理论无法解释黑体辐射现象。正如1900年开尔文指出的晴朗的物理学理论大厦上空，飞来“两朵乌云”之一，它动摇了经典物理的基础

4、。（2）维恩公式解释：在短波部分与实验结果吻合得很好，但长波却不行。4.黑体辐射实验规律的理论解释（1）物体中存在大量不停运动的带电微粒，带电微粒的振动产生变化的电磁场，向外辐射电磁波瑞利-金斯维恩理论值实验T=1646k辐射强度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！但开尔文毕竟是一位重视现实

5、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，----”（1900年）一朵与黑体辐射有关另一朵与迈克尔逊实验有关不到一年量子论1905年相对论普朗克于1900年底，提出大胆假设：振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍即：ε,2ε,3ε,...nε.n为正整数，称为量子数。这一最小能量ε称为能量子。对于频率为ν的电磁波，最小能量为能量微观量子宏观经典能量量子化假说其中h=6.63×10-34J·s，后人称之为普朗克常量λ(μm)123568947普朗克实验值黑体

6、辐射公式（不要求）1900.10.19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本节课的主要知识:微观粒子的运动是不连续的,在发射和吸收能量的时候，不是连续的，而是一份一份的。能量是h的整数倍。每份能量为:17.2光的粒子性第十七章波粒二象性一、光的波动性光是电磁波理论证明：麦克斯韦的经典电磁场理论实验验证：赫兹的电火花实验，发现电磁波的速度和光速相同。其它实验证据：1、光的干涉：托马斯·杨2、光的衍射：菲涅尔3、光的偏振：马吕斯演示二、光电效应现象用弧光灯照射擦得很亮的锌板，用导线与

7、不带电的验电器相连，使验电器张角增大到约为30度。再用与丝绸磨擦过的玻璃去靠近锌板，则验电器的指针张角会变大。结论：锌板在射线照射下失去电子而带正电。光电效应：当光线照射在金属表面时，金属中有电子逸出的现象，称为光电效应。逸出的电子称为光电子。光电子定向移动形成的电流叫光电流。三、实验研究光电效应的规律1、存在饱和电流当A接正极，K接负极时，控制入射光的强度一定，使UAK从0开始增大，观察到电流表的示数一开始增大，到某一数值后就不再增大。这个最大电流就叫做饱和电流。A阳极阴极+-对存在饱和电流的解释：K板逸出的电子向各个方向运动，

8、如果不加电压，很多电子无法到达A板，无法形成较大电流。加上电压后，越来越多的电子到达A板，电流越来越大。但是，如果所有电子都达到了A板，继续增大电压，就无法再增大电流。A阳极阴极+-A阳极阴极+-思考1：如果AK之间不加电压，电流是否为0？思考2：