高中物理 6-2《量子世界》課件 魯科版必修2

1、通過上節(jié)課的學習，我們知道在19世紀與20世紀之交（1900年前后），許多人認為物理學這座莊嚴雄偉、動人心弦的科學殿堂已經(jīng)基本建成了。只是“物理學晴朗天空的遠處，漂浮著兩朵小小的令人不安的烏云?！?兩朵烏云：邁克爾孫—莫雷實驗 熱輻射實驗,,相對論,,光速是相對的，在不同的參照系上測量，光速可能不同。,,在任何慣性系中，測量的光速都相等。,絕對的時間與絕對的空間，時間與空間和物體的運動無關(guān),時間與空間是相對的與物體的運動有

2、關(guān)，（時間延緩效應、長度收縮效應）,物體的質(zhì)量是恒定的。,物體的質(zhì)量與運動有關(guān)，運動時質(zhì)量變大。,低速世界（我們所生活的這個世界）,高速世界（速度接近或達到光速）,通過前面的學習，我們知道在19世紀與20世紀之交（1900年前后），許多人認為物理學這座莊嚴雄偉、動人心弦的科學殿堂已經(jīng)基本建成了。只是“物理學晴朗天空的遠處，漂浮著兩朵小小的令人不安的烏云?！?兩朵烏云： 邁克爾孫—莫雷實驗 熱輻射實驗,,相

3、對論,,量子論,我們知道，燃燒的物體都會發(fā)光，后來人們發(fā)現(xiàn)那是因為燃燒使物體溫度升高的緣故。 為什么？？？？ 光有很多種顏色： 可見光：紅橙黃綠青藍紫光是一種電磁波，波長不同光的顏色就不一樣。 可見光：紅橙黃綠青藍紫 波長：780nm~380nm,燃燒與光到底有什么關(guān)系？？熱輻射：任何物體在任何溫度下都會發(fā)射各種波長的電磁波。當溫度達到一定值時，使發(fā)射電磁波的波長在可

4、見光波長范圍內(nèi)，就可以看到光。任何物體都可以發(fā)射熱輻射，也可以吸收吸收熱輻射。黑體：一個能完全吸收熱輻射而不反射熱輻射的物體。（即光射進去之后完全不反射出來）,科學家們通過實驗得出：黑體輻射的波長與溫度的關(guān)系。,,物理學家想通過經(jīng)典物理學理論推導出實驗曲線。,,瑞利—金斯曲線,實驗曲線,普朗克從1894年起投入對黑體輻射的研究，奮斗了6年。在用經(jīng)典理論無法解釋實驗結(jié)果的情況下，提出了嶄新的量子假說，成功的解決了“紫外災難”的問題。,

5、普朗克的量子假說認為：物質(zhì)輻射的能量是一份一份的，就像物體是由一個一個原子構(gòu)成的一樣。一份能量就是一個量子，大小取決于波長，與頻率成正比：,是普適常數(shù)6.63×10-34J·S， 是頻率。,經(jīng)典物理學認為，能量是連續(xù)的。,人們認為光有兩種屬性，波動性和粒子性。光是電磁波，具有波動性。什么是粒子性？1、牛頓是光的微粒說的創(chuàng)始人，認為光是高速運動的粒子流。 可以解釋光的反射、光的顏色等。18世紀被大

6、多數(shù)人說認可。 但卻不能解釋光的干涉、衍射等。,二、光是什么？？,2、荷蘭物理學家惠更斯認為，光像水波一樣，是一種波，稱為光波。 19世紀60年代，英國物理學家麥克斯韋又提出光是一種電磁波。即光的波動說。 可以解釋光的干涉、衍射等到19世紀，波動說就取代了微粒說，得到大多數(shù)人的認可。,3、但20世紀初，光電效應的出現(xiàn)，人們發(fā)現(xiàn)電磁波又沒辦法解釋這一現(xiàn)象。 這時愛因斯坦意識到普朗克量子假

7、設(shè)的意義，即能量是量子化的。提出了光量子假設(shè)。 愛因斯坦認為：光是不連續(xù)的、分成許多單元，具有一定的能量，這些單元就稱為光量子。即光也是一份一份的。 光量子即光子。,4、光具有波粒二象性：光在一定條件下，突出地表現(xiàn)為微粒性，實質(zhì)是不連續(xù)的。而在另一些條件下，又突出地表現(xiàn)為波動性。,5、法國物理學家德布羅意通過研究，意識到既然光具有波粒二象性，那么質(zhì)量不為零的物質(zhì)粒子（如電子）也應具有波動性。 提出