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1、第三节第三节第三节第三节 量子化现象量子化现象量子化现象量子化现象1.1.黑体：黑体：黑体：黑体：如果一个物体能够吸收照射到它上面的全部辐射而无反如果一个物体能够吸收照射到它上面的全部辐射而无反射，这种物体就叫做黑体。射，这种物体就叫做黑体。2.2.黑体辐射：黑体辐射：黑体辐射：黑体辐射：黑体的温度升高时可以辐射出任何频率的电磁波黑体的温度升高时可以辐射出任何频率的电磁波(包括包括可见光和不可见光可见光和不可见光)。黑体辐射的实验规律无法用经典物理学的理论解释。黑体辐射的实验规律无法用经典物理学的理论解释。一一一一.黑体辐射：能量子假说的提出黑体辐射：能量子假说的提出黑体辐射：能量子假说的提出
2、黑体辐射：能量子假说的提出2021/8/11 星期三13.3.能量子假说：能量子假说：能量子假说：能量子假说：所所谓谓能能量量子子就就是是能能量量的的最最小小单单元元。微微观观领领域域里里能能量量的的变变化化总总表表现现为为电电磁磁波波的的辐辐射射与与吸吸收收，不不同同频频率率的的电电磁磁波波其其能能量量子的值不同，表达式为：子的值不同，表达式为：E=hE=h 其其中中，是是电电磁磁波波的的频频率率，h是是一一个个普普遍遍适适用用的的常常量量，称称作作普朗克常量普朗克常量普朗克常量普朗克常量。由实验测得。由实验测得h 6.631034Js。4.4.能量的量子化能量的量子化能量的量子化能量的量子
3、化 在在微微观观领领域域里里能能量量的的不不连连续续变变化化，即即只只能能取取分分立立值值的的现现象，叫做能量的量子化。象，叫做能量的量子化。普普普普朗朗朗朗克克克克的的的的能能能能量量量量子子子子假假假假说说说说不不不不仅仅仅仅解解解解决决决决了了了了黑黑黑黑体体体体辐辐辐辐射射射射的的的的理理理理论论论论困困困困难，而且揭开了物理学上崭新的篇章。难，而且揭开了物理学上崭新的篇章。难，而且揭开了物理学上崭新的篇章。难，而且揭开了物理学上崭新的篇章。第三节第三节第三节第三节 量子化现象量子化现象量子化现象量子化现象2021/8/11 星期三2二二二二.光子说：对光电效应的解释光子说：对光电效应
4、的解释光子说：对光电效应的解释光子说：对光电效应的解释1.1.光电效应：光电效应：光电效应：光电效应：当光线当光线(包括不可见光包括不可见光)照射到金属表面时，有电子从金照射到金属表面时，有电子从金属表面发射出来的现象。发射出来的电子就是光电子。属表面发射出来的现象。发射出来的电子就是光电子。实验表明，光电效应现象能否发生不是取决于光的强度而实验表明，光电效应现象能否发生不是取决于光的强度而是取决于照射光的频率。极限频率的存在是与经典物理学的是取决于照射光的频率。极限频率的存在是与经典物理学的理论矛盾最尖锐的地方。理论矛盾最尖锐的地方。2.2.光子光子光子光子爱因斯坦爱因斯坦爱因斯坦爱因斯坦
5、光也是一种电磁波。光的最小能量单元就是光子，实际光也是一种电磁波。光的最小能量单元就是光子，实际就是一种能量子。其能量为：就是一种能量子。其能量为：E=hE=h。3.3.光子说对光电效应的解释：光子说对光电效应的解释：光子说对光电效应的解释：光子说对光电效应的解释：一个电子只能吸收一个光子；一个电子只能吸收一个光子；电子吸收光子的能量向外电子吸收光子的能量向外“运动运动”时，要克服金属的束时，要克服金属的束缚作用而消耗能量缚作用而消耗能量(叫做金属的逸出功叫做金属的逸出功)。吸收的光子能量要足够克服金属的束缚作用，电子才能吸收的光子能量要足够克服金属的束缚作用，电子才能够发射出来。够发射出来。
6、第三节第三节第三节第三节 量子化现象量子化现象量子化现象量子化现象2021/8/11 星期三3三三三三.光的波粒二象性：光的本性的揭示光的波粒二象性：光的本性的揭示光的波粒二象性：光的本性的揭示光的波粒二象性：光的本性的揭示结论：结论：结论：结论：光既具有波的特性又具有粒子的特性。光既具有波的特性又具有粒子的特性。这就是光的这就是光的波粒二象性波粒二象性波粒二象性波粒二象性。在宏观上，大量光子传播往往表现为波动性；在宏观上，大量光子传播往往表现为波动性；在微观上，个别光子在与其他物质产生作用时，往往在微观上，个别光子在与其他物质产生作用时，往往表现为粒子性。表现为粒子性。1.光的干涉、衍射、偏
7、振现象说明光具有光的干涉、衍射、偏振现象说明光具有波动性波动性波动性波动性；2.光电效应现象说明光具有光电效应现象说明光具有粒子性粒子性粒子性粒子性。第三节第三节第三节第三节 量子化现象量子化现象量子化现象量子化现象2021/8/11 星期三4四原子光谱：原子能量的不连续四原子光谱：原子能量的不连续四原子光谱：原子能量的不连续四原子光谱：原子能量的不连续2.2.原子光谱的解释：原子光谱的解释：原子光谱的解释：原子光谱的解释：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，当原子从一种原子只能处于一系列不连续的能量状态中，当原子从一种能量状态变化到另一能量状态时，辐射（或吸收）一定频率的能量状态变化到另一
8、能量状态时，辐射（或吸收）一定频率的光子，辐射（或吸收）的光子的能量是不连续的。光子，辐射（或吸收）的光子的能量是不连续的。1.1.经典理论与实验的矛盾经典理论与实验的矛盾经典理论与实验的矛盾经典理论与实验的矛盾经典理论：能量是连续变化的，原子发光的光谱是连续谱。经典理论：能量是连续变化的，原子发光的光谱是连续谱。实验结论：原子发光的光谱是不连续的线状谱实验结论：原子发光的光谱是不连续的线状谱原子光谱。原子光谱。原子光谱。原子光谱。第三节第三节第三节第三节 量子化现象量子化现象量子化现象量子化现象2021/8/11 星期三5第三节第三节第三节第三节 量子化现象量子化现象量子化现象量子化现象结论：结论：结论：结论：量子化现象是微观世界的普遍现象，这与经典量子化现象是微观世界的普遍现象，这与经典理论产生尖锐矛盾。这暴露了经典物理学的局限性理论产生尖锐矛盾。这暴露了经典物理学的局限性（宏观、低速）。从而引发了物理学的革命（宏观、低速）。从而引发了物理学的革命量量子论的建立，使人类对物质的认识由宏观世界进入子论的建立，使人类对物质的认识由宏观世界进入微观领域。微观领域。2021/8/11 星期三62021/8/11 星期三7