1、兩朵烏云是什么？?jī)啥錇踉剖鞘裁?？?jīng)典力學(xué)經(jīng)典力學(xué)量子力學(xué)量子力學(xué)相對(duì)論相對(duì)論微觀領(lǐng)域微觀領(lǐng)域高速領(lǐng)域高速領(lǐng)域思考思考1:在火爐旁邊有什么感覺在火爐旁邊有什么感覺?投在爐中的鐵塊開始是什么顏色投在爐中的鐵塊開始是什么顏色?過一會(huì)有是什么顏色過一會(huì)有是什么顏色?任何溫度下，宏觀物體都要向外輻射電磁波。電磁波能量的多任何溫度下，宏觀物體都要向外輻射電磁波。電磁波能量的多少，以及電磁波按波長(zhǎng)的分布都與溫度有關(guān)，故稱為少，以及電磁波按波長(zhǎng)的分布都與溫度有關(guān)，故稱為熱輻射熱輻射。室溫時(shí)室溫時(shí) 波長(zhǎng)較長(zhǎng)的電磁波波長(zhǎng)較長(zhǎng)的電磁波高溫高溫 波長(zhǎng)較短的電磁波波長(zhǎng)較短的電磁波無論是高溫物體還是低溫物體，都有熱輻射，

2、所輻射的能量及無論是高溫物體還是低溫物體，都有熱輻射，所輻射的能量及其按波長(zhǎng)的分布都隨溫度而變化。其按波長(zhǎng)的分布都隨溫度而變化。一、熱輻射一、熱輻射思考思考2：一座建設(shè)中的樓房還沒安裝窗子，盡管室內(nèi)一座建設(shè)中的樓房還沒安裝窗子，盡管室內(nèi)已經(jīng)粉刷，如果從遠(yuǎn)處看，把窗內(nèi)的亮度與樓房外已經(jīng)粉刷，如果從遠(yuǎn)處看，把窗內(nèi)的亮度與樓房外墻的亮度相比，你會(huì)發(fā)現(xiàn)什么？為什么？墻的亮度相比，你會(huì)發(fā)現(xiàn)什么？為什么？二、黑體與黑體輻射二、黑體與黑體輻射定義：如果一個(gè)物體在任何溫度下，對(duì)任何波長(zhǎng)定義：如果一個(gè)物體在任何溫度下，對(duì)任何波長(zhǎng)的電磁波都完全吸收，而不反射與透射，則稱這種的電磁波都完全吸收，而不反射與透射，則稱

3、這種物體為絕對(duì)黑體，簡(jiǎn)稱黑體。物體為絕對(duì)黑體，簡(jiǎn)稱黑體。用不透明材料制成一空心容器，用不透明材料制成一空心容器，壁上開一小孔壁上開一小孔，可看成可看成絕對(duì)黑絕對(duì)黑體體說明：說明：黑體是個(gè)理想化的模型。黑體是個(gè)理想化的模型。 例：開孔的空腔，遠(yuǎn)處的例：開孔的空腔，遠(yuǎn)處的窗口等可近似看作黑體。窗口等可近似看作黑體。對(duì)于黑體，輻射電磁波對(duì)于黑體，輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與黑體的溫度有關(guān)（一般材黑體的溫度有關(guān)（一般材料的物體還與材料的種類料的物體還與材料的種類及表面狀況有關(guān)）。及表面狀況有關(guān)）。三、黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律三、黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律輻射強(qiáng)度（縱坐標(biāo)）：輻射強(qiáng)度（縱坐標(biāo)

4、）： 單位時(shí)間內(nèi)從物體單位面積上所發(fā)射單位時(shí)間內(nèi)從物體單位面積上所發(fā)射的各種波長(zhǎng)的總輻射能，稱為輻射強(qiáng)度。的各種波長(zhǎng)的總輻射能，稱為輻射強(qiáng)度。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：隨溫度的升高實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：隨溫度的升高各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都在增加；在增加；當(dāng)絕對(duì)黑體的溫度升高當(dāng)絕對(duì)黑體的溫度升高時(shí)，輻射強(qiáng)度的最大值向時(shí)，輻射強(qiáng)度的最大值向短波方向移動(dòng)。短波方向移動(dòng)。這些規(guī)律與日常經(jīng)驗(yàn)相符這些規(guī)律與日常經(jīng)驗(yàn)相符熱輻射的經(jīng)典解釋：熱輻射的經(jīng)典解釋：大量帶電粒子的無大量帶電粒子的無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)引起的。物體中每個(gè)分子、規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)引起的。物體中每個(gè)分子、原子或離子都在各自平衡位置附近以各原子或離子都在各自平衡位置附近以

5、各種不同頻率作無規(guī)則的微振動(dòng)，每個(gè)帶種不同頻率作無規(guī)則的微振動(dòng)，每個(gè)帶電微粒的振動(dòng)都會(huì)產(chǎn)生變化的電磁場(chǎng)，電微粒的振動(dòng)都會(huì)產(chǎn)生變化的電磁場(chǎng)，從而向外輻射各種波長(zhǎng)的電磁波，形成從而向外輻射各種波長(zhǎng)的電磁波，形成連續(xù)的電磁波譜。連續(xù)的電磁波譜。經(jīng)典物理學(xué)所遇到的困難經(jīng)典物理學(xué)所遇到的困難解釋實(shí)驗(yàn)曲線解釋實(shí)驗(yàn)曲線1）維恩的半經(jīng)驗(yàn)公式：）維恩的半經(jīng)驗(yàn)公式：Tc5102ec)T(M公式適合于短波波段，公式適合于短波波段，長(zhǎng)波波段與實(shí)驗(yàn)偏離。長(zhǎng)波波段與實(shí)驗(yàn)偏離。 402ckTTM公式只適用于長(zhǎng)波段公式只適用于長(zhǎng)波段, , 而在短波區(qū)與實(shí)驗(yàn)嚴(yán)重不符而在短波區(qū)與實(shí)驗(yàn)嚴(yán)重不符, ,當(dāng)波長(zhǎng)接近當(dāng)波長(zhǎng)接近0 0時(shí)輻射

6、強(qiáng)度接近無窮大。時(shí)輻射強(qiáng)度接近無窮大。-紫外災(zāi)難紫外災(zāi)難2）瑞利）瑞利-金斯公式金斯公式玻爾茲曼常數(shù)玻爾茲曼常數(shù) k =1.380658 10-23J/K),(0TM實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)瑞利瑞利-瓊斯線瓊斯線維恩線維恩線T=1646k 普朗克能量子假說普朗克能量子假說*輻射物體中包含大量振動(dòng)著的帶電微粒，它們的能輻射物體中包含大量振動(dòng)著的帶電微粒，它們的能量是某一最小能量的整數(shù)倍量是某一最小能量的整數(shù)倍 E=n n=1,2,叫能量子，簡(jiǎn)稱量子，叫能量子，簡(jiǎn)稱量子，n為量子數(shù)，它只取正整數(shù)為量子數(shù)，它只取正整數(shù)能量能量量子化量子化 * 振子只能一份一份地按不連續(xù)方式輻射或吸收能量振子只能一份一份地按不連續(xù)方

7、式輻射或吸收能量 h=6.626 10-34J * S。-普朗克常數(shù)普朗克常數(shù) 四、能量子：超越牛頓的發(fā)現(xiàn)四、能量子：超越牛頓的發(fā)現(xiàn)*對(duì)于頻率為對(duì)于頻率為 的諧振子，最小能量為：的諧振子，最小能量為： =h 112),(520TkhcehcTM),(0TM實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)瑞利瑞利-瓊斯線瓊斯線維恩線維恩線T=1646k普朗克線普朗克線普朗克的擬合結(jié)果普朗克的擬合結(jié)果意義：意義： Planck拋棄了經(jīng)典物理中的能量可連拋棄了經(jīng)典物理中的能量可連續(xù)變化、物體輻射或吸收的能量可以為任意值續(xù)變化、物體輻射或吸收的能量可以為任意值的舊觀點(diǎn)，提出了的舊觀點(diǎn)，提出了能量子、物體輻射或吸收能能量子、物體輻射或吸收能量

8、只能一份一份地按不連續(xù)的方式進(jìn)行的新觀量只能一份一份地按不連續(xù)的方式進(jìn)行的新觀點(diǎn)。點(diǎn)。這不僅成功地解決了熱輻射中的難題，而這不僅成功地解決了熱輻射中的難題，而且開創(chuàng)物理學(xué)研究新局面，標(biāo)志著人類對(duì)自然且開創(chuàng)物理學(xué)研究新局面，標(biāo)志著人類對(duì)自然規(guī)律的認(rèn)識(shí)已經(jīng)從從宏觀領(lǐng)域進(jìn)入微觀領(lǐng)域，規(guī)律的認(rèn)識(shí)已經(jīng)從從宏觀領(lǐng)域進(jìn)入微觀領(lǐng)域，為量子力學(xué)的誕生奠定了基礎(chǔ)。并因此獲得了為量子力學(xué)的誕生奠定了基礎(chǔ)。并因此獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。例例1：氦氖激光器發(fā)射波長(zhǎng)為：氦氖激光器發(fā)射波長(zhǎng)為632.8 nm的單色光，試計(jì)算這種的單色光，試計(jì)算這種光的一個(gè)能量子的能量值為多少光的一個(gè)能量子的能量值為多少?若該激

9、光器的發(fā)光功率為若該激光器的發(fā)光功率為18 mW，則每秒發(fā)射多少個(gè)能量子，則每秒發(fā)射多少個(gè)能量子? （vf）2mkp212EkA=例例2 2：設(shè)有一彈簧振子質(zhì)量：設(shè)有一彈簧振子質(zhì)量m=2kgm=2kg，彈簧的勁度系數(shù)，彈簧的勁度系數(shù)k=25 N/mk=25 N/m，振，振幅幅A=0.4 m.A=0.4 m.已知彈簧振子的周期公式為已知彈簧振子的周期公式為T=T=，能量公式為，能量公式為(1)(1)求振子的頻率和總能量；求振子的頻率和總能量；(2)(2)假如能量是量子化的，求該振子的能量子以及量子數(shù)假如能量是量子化的，求該振子的能量子以及量子數(shù). .五五 光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

10、:1.驗(yàn)電器驗(yàn)電器張開（正張開（正電）電）2. 存在截存在截至頻率至頻率3.精確實(shí)精確實(shí)驗(yàn)表明：驗(yàn)表明：響應(yīng)時(shí)間響應(yīng)時(shí)間小于小于10-9s六、愛因斯坦的光電效應(yīng)方程六、愛因斯坦的光電效應(yīng)方程1.光子說 看似連續(xù)的光實(shí)際上是由個(gè)數(shù)有限、分立于空間各點(diǎn)的光子組成的，每一個(gè)光子的能量為h(h是普朗克常量，h=6.6310-34 Js,是光的頻率). 2.光電效應(yīng)方程 h=W0+Ek(1)光電效應(yīng)存在截至頻率：光電效應(yīng)的條件是光子的能量=h必須大于或至少等于逸出功W0，即= 就是光電效應(yīng)的截至頻率.hW0(2)入射光照射到金屬上時(shí)，光電子的發(fā)射幾乎是瞬時(shí)的，一般不超過10-9 s：一個(gè)電子只能接收一個(gè)

11、光子的能量，若光子能量大于逸出功，則電子吸收后立即逸出光電子，幾乎不需要時(shí)間；若光子能量小于逸出功，不能發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，無論照射時(shí)間多長(zhǎng)，都不能逸出光電子.解釋解釋最大初動(dòng)能最大初動(dòng)能 光電效應(yīng)中從金屬出光電效應(yīng)中從金屬出來的電子，有的從金屬表來的電子，有的從金屬表面直接飛出，有的從內(nèi)部面直接飛出，有的從內(nèi)部出來沿途與其它粒子碰撞，出來沿途與其它粒子碰撞，損失部分能量，因此電子損失部分能量，因此電子速度會(huì)有差異，直接從金速度會(huì)有差異，直接從金屬表面飛出的速度最大，屬表面飛出的速度最大，其動(dòng)能為其動(dòng)能為最大初動(dòng)能。最大初動(dòng)能。最大初動(dòng)能的概念VV例例1： 一束綠光照射某金屬發(fā)生了光電效應(yīng)，則下

12、列說法正確的是( )A.若增加綠光的照射強(qiáng)度，則逸出的光電子數(shù)增加B.若增加綠光的照射強(qiáng)度，則逸出的光電子最大初動(dòng)能增加C.若改用紫光照射，則可能不會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)D.若改用紫光照射，則逸出的光電子的最大初動(dòng)能增加答案：答案：AD例例2： 用同一束單色光，在同一條件下，先后照射鋅片和銀片，都能產(chǎn)生光電效應(yīng)，這兩個(gè)過程中，對(duì)下列四個(gè)量，一定相同的是_，可能相同的是_，一定不相同的是_.A.光子的能量 B.金屬的逸出功C.光電子動(dòng)能 D.光電子最大初動(dòng)能答案：答案：A C BD七七 光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)規(guī)律探究光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)規(guī)律探究VAabcd 1。將雙擲開關(guān)置于。將雙擲開關(guān)置于cd兩點(diǎn)兩點(diǎn)存在著飽和電流存在

13、著飽和電流 h=W0+Ek以下因素是否影響飽以下因素是否影響飽和電流的數(shù)值？和電流的數(shù)值？ 1。電壓2。光的顏色3。金屬的種類4。光的強(qiáng)度照射光照射光光電子光電子強(qiáng)度：強(qiáng)度：決定每秒鐘光源發(fā)射的光子能量決定每秒鐘光源發(fā)射的光子能量nhv頻率：頻率：決定著每個(gè)光子的能量決定著每個(gè)光子的能量 E=h每秒逸出光電子數(shù)每秒逸出光電子數(shù)nh光電子逸出后的最大初動(dòng)能（光電子逸出后的最大初動(dòng)能（EK）七七 光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)規(guī)律探究光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)規(guī)律探究VAabcd 2。將雙擲開關(guān)置于。將雙擲開關(guān)置于ab兩點(diǎn)兩點(diǎn)存在著遏止電壓和截止頻率存在著遏止電壓和截止頻率 h=W0+EkeUmvEK2211、極限頻率與什么有關(guān)？、極限頻率與什么有關(guān)？2、逸出功與什么有關(guān)？、逸出功與什么有關(guān)？3、光子能量與什么有關(guān)？、光子能量與什么有關(guān)？4、光電流大小與什么有關(guān)？、光電流大小與什么有關(guān)？ hE 只與光的頻率有關(guān)，與光的強(qiáng)度無關(guān)。只與光的頻率有關(guān)，與光的強(qiáng)度無關(guān)。 極限頻率與被照射物金屬關(guān)。極限頻率與被照射物金屬關(guān)。 極限頻率與被照射物金屬關(guān)。極限頻率與被照射物金屬關(guān)。光電流大小與光的強(qiáng)度和反向電壓大小有關(guān)。光電流大小與光的強(qiáng)度和反向電壓大小有關(guān)。6、遏止電壓與什么有關(guān)？、遏止電壓與什么有關(guān)？5、最大初動(dòng)能與什么有關(guān)？、最大初動(dòng)能與什么有關(guān)？最大初動(dòng)能與頻率和被照射金屬有關(guān)，與光的