物理学的新纪元能量量子化公开课一等奖优质课大赛微课获奖课件.pptx
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1、导入新课导入新课 科学历史不但是一连串事实,科学历史不但是一连串事实,规则和随之而来数学描述,它也规则和随之而来数学描述,它也是一部概念历史。当我们进入一是一部概念历史。当我们进入一个新领域时,经常需要新概念。个新领域时,经常需要新概念。普朗克普朗克名言名言第1页第1页物理学发展历史物理学发展历史 19 19世纪末页,牛顿定律在各个领域里都世纪末页,牛顿定律在各个领域里都取得了很大成功:在机械运动方面不用说,取得了很大成功: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、在分子物理方面,成功地解释了温度、压强、气体内能。在电磁学方面,建立了一个能推气体内能。在电磁学方面,建立了一
2、个能推断一切电磁现象断一切电磁现象 Maxwell Maxwell方程。另外还找到方程。另外还找到了力、电、光、声了力、电、光、声等都遵循规律等都遵循规律-能能量转化与守恒定律。当初许多物理学家都沉量转化与守恒定律。当初许多物理学家都沉浸于这些成绩和胜利之中。他们认为物理学浸于这些成绩和胜利之中。他们认为物理学已经发展到头了。已经发展到头了。第2页第2页爱因斯坦爱因斯坦伽利略伽利略著名物理学家著名物理学家爱迪生爱迪生牛顿牛顿楞次楞次第3页第3页 麦克斯韦主要从事麦克斯韦主要从事电磁理论、分子物理学、电磁理论、分子物理学、统计物理学、光学、力统计物理学、光学、力学、弹性理论方面研究。学、弹性理论
3、方面研究。尤其是他建立电磁场理尤其是他建立电磁场理论,将电学、磁学、光论,将电学、磁学、光学统一起来,是学统一起来,是1919世纪世纪物理学发展最光辉结果,物理学发展最光辉结果,是科学史上最伟大综合是科学史上最伟大综合之一。之一。麦克斯韦麦克斯韦第4页第4页 19,在英国皇家学会新年庆祝会上,著名物理学家开尔文作了展望新世纪发言:“科学大厦已经基本完毕,后辈物理学家只要做一些零碎修补工作就行了。”开尔文开尔文第5页第5页 阐明:物理学已经没有什么新东西了,阐明:物理学已经没有什么新东西了,后一辈只要把做过试验再做一做,在试验数后一辈只要把做过试验再做一做,在试验数据小数点后面在加几位罢了!但开
4、尔文毕竟据小数点后面在加几位罢了!但开尔文毕竟是一位注重现实和有眼力科学家,就在上面是一位注重现实和有眼力科学家,就在上面提到文章中他还讲到:提到文章中他还讲到:“但是,在物理学晴但是,在物理学晴朗天空远处,尚有两朵令人不安乌云,朗天空远处,尚有两朵令人不安乌云,-”这两朵乌云是指什么呢?一朵与黑体辐射这两朵乌云是指什么呢?一朵与黑体辐射相关,另一朵与迈克尔逊试验相关。相关,另一朵与迈克尔逊试验相关。第6页第6页 然而,事隔不到一年(19底),就从第一朵乌云中降生了量子论,紧接着(19)从第二朵乌云中降生了相对论。典型物理学大厦被彻底动摇,物理学发展到了一个更为辽阔领域。正可谓“山重水复疑无路
5、,柳暗花明又一村”。第7页第7页 1、在火炉旁边有什么感觉?、在火炉旁边有什么感觉?2、投在火炉中铁块刚开始是什么颜、投在火炉中铁块刚开始是什么颜色?过一会儿又是什么颜色。色?过一会儿又是什么颜色。问题问题第8页第8页第一节物理学新纪元:第一节物理学新纪元:能量量子化能量量子化第十七章波粒二象性第十七章波粒二象性第9页第9页教学目的教学目的1 1、知识与技能、知识与技能 理解什么是热辐射及热辐射特性,理理解什么是热辐射及热辐射特性,理解黑体与黑体辐射解黑体与黑体辐射 理解黑体辐射试验规律,理解黑体热理解黑体辐射试验规律,理解黑体热辐射强度与波长关系辐射强度与波长关系 理解能量子概念理解能量子概
6、念第10页第10页 理解微观世界中量子化现象。理解微观世界中量子化现象。比较宏观物体和微观粒子能量改变特比较宏观物体和微观粒子能量改变特点。点。体会量子论建立深化了人们对于物质体会量子论建立深化了人们对于物质世界结识。世界结识。2 2、过程与办法、过程与办法第11页第11页3 3、情感态度与价值观、情感态度与价值观 领略自然界奇妙与友好,发展对领略自然界奇妙与友好,发展对科学好奇心与求知欲,乐于探究自然科学好奇心与求知欲,乐于探究自然界奥秘,能体验摸索自然规律艰苦与界奥秘,能体验摸索自然规律艰苦与喜悦。喜悦。第12页第12页教学重难点教学重难点重点重点 能量子概念能量子概念难点难点黑体辐射试验
7、规律黑体辐射试验规律第13页第13页本节知识线索本节知识线索 冶金工业发展及对恒星研究需要冶金工业发展及对恒星研究需要增进了对黑体辐射问题研究增进了对黑体辐射问题研究典型理论对黑体辐射试验规律研究典型理论对黑体辐射试验规律研究难以处理矛盾(维斯公式、瑞利公式)难以处理矛盾(维斯公式、瑞利公式)普朗克能量子假设普朗克能量子假设数学推理(黑体辐射强度按波长分布公式)数学推理(黑体辐射强度按波长分布公式)与试验事实对照与试验事实对照第14页第14页本节导航本节导航一一.黑体与黑体辐射黑体与黑体辐射二二.黑体辐射试验规律黑体辐射试验规律三三.能量子、超越牛顿发觉能量子、超越牛顿发觉第15页第15页一、
8、黑体与黑体辐射一、黑体与黑体辐射一、黑体与黑体辐射一、黑体与黑体辐射第16页第16页1 1、热辐射、热辐射 固体或液体,在任何温度下都在固体或液体,在任何温度下都在发射发射各种波长电磁波各种波长电磁波,这种由于物体中分子、,这种由于物体中分子、原子受到激发而发射电磁波现象称为原子受到激发而发射电磁波现象称为热辐热辐射射。(1 1)、所辐射电磁波特性与温度相关。)、所辐射电磁波特性与温度相关。固体在温度升高时颜色改变固体在温度升高时颜色改变800k1200k1200k1400k第17页第17页 比如:铁块在随温度升高时从看不出发比如:铁块在随温度升高时从看不出发光到暗红到橙色到黄白色。光到暗红到
9、橙色到黄白色。这种与温度相关辐射这种与温度相关辐射 称为热辐射。称为热辐射。(2 2)、热辐射)、热辐射-热能转化为电磁能过程。热能转化为电磁能过程。任何物体任何温度均存在热辐射任何物体任何温度均存在热辐射,温度温度升高升高,发射能量,发射能量升高。升高。第18页第18页直觉直觉:低温物体发出是红外光低温物体发出是红外光 火热物体发出是可见光火热物体发出是可见光 高温物体发出是紫外光高温物体发出是紫外光注意注意:激光激光 日光灯发光不是热辐射。日光灯发光不是热辐射。(3 3)、无论是高温物体还是低温物体,都)、无论是高温物体还是低温物体,都有热辐射,所辐射能量及其按波长分布都随有热辐射,所辐射
10、能量及其按波长分布都随温度而改变。温度而改变。第19页第19页 (4)、热辐射解释:大量带电粒子无规则热运动引发。物体中每个分子、原子或离子都在各自平衡位置附近以各种不同频率作无规则微振动,每个带电微粒振动都会产生改变电磁场,从而向外辐射各种波长电磁波,形成连续电磁波谱。第20页第20页思考与讨论思考与讨论 一座建设中楼房还没安装窗子,尽管一座建设中楼房还没安装窗子,尽管室内已经粉刷,假如从远处看,把窗内亮室内已经粉刷,假如从远处看,把窗内亮度与楼房外墙亮度相比,你会发觉什么?度与楼房外墙亮度相比,你会发觉什么?为何?为何?第21页第21页2、黑体:、黑体:能所有吸取各种波长辐射能而能所有吸取
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