19-01黑體輻射 普朗克能量子假設.ppt

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1、量子概念是1900年普朗克首先提出的，距今已有一百多年的歷史.其間，經(jīng)過愛因斯坦、玻爾、德布羅意、玻恩、海森伯、薛定諤、狄拉克等許多物理大師的創(chuàng)新努力，到20世紀30年代，就建立了一套完整的量子力學理論.量子力學宏觀領域經(jīng)典力學現(xiàn)代物理的理論基礎量子力學相對論量子力學微觀世界的理論起源于對波粒二相性的認識一黑體黑體輻射（1）熱輻射實驗證明不同溫度下物體能發(fā)出不同的電磁波，這種能量按頻率的分布隨溫度而不同的電磁輻射叫做熱輻射.（2）單色輻射出射度單位時間內(nèi)從物體單位表面積發(fā)出的頻率在附近單位頻率區(qū)間（或波長在附近單位波長區(qū)間）的電磁波的能量.單色輻射出射度單位：單色輻射出射度單位：（3）輻射

2、出射度（輻出度）單位時間，單位面積上所輻射出的各種頻率（或各種波長）的電磁波的能量總和.024681012鎢絲和太陽的單色輻出度曲線21210468太陽可見光區(qū)鎢絲（5800K）太陽（5800K）鎢絲實驗表明輻射能力越強的物體，其吸收能力也越強.（4）黑體能完全吸收照射到它上面的各種頻率的電磁輻射的物體稱為黑體.（黑體是理想模型）會聚透鏡空腔小孔平行光管棱鏡熱電偶測量黑體輻射出射度實驗裝置0100020001.00.5二斯特藩—玻爾茲曼定律維恩位移定律可見光區(qū)3000K6000K（1）斯特藩—玻爾茲曼定律斯特藩—玻爾茲曼常量（2）維恩位移定律常量峰值波長例1（1）溫度為室溫的黑體，其單色輻

3、出度的峰值所對應的波長是多少？（2）若使一黑體單色輻出度的峰值所對應的波長在紅色譜線范圍內(nèi)，其溫度應為多少？（3）以上兩輻出度之比為多少？解（2）?。?）由維恩位移定律（3）由斯特藩—玻爾茲曼定律例2太陽的單色輻出度的峰值波長，試由此估算太陽表面的溫度.解由維恩位移定律對宇宙中其他發(fā)光星體的表面溫度也可用這種方法進行推測0123612345瑞利-金斯公式實驗曲線****************三黑體輻射的瑞利—金斯公式經(jīng)典物理的困難瑞利-金斯公式紫外災難四普朗克假設普朗克黑體輻射公式（1900年）普朗克常量能量子為單元來吸收或發(fā)射能量.普朗克認為：金屬空腔壁中電子的振動可視為一維諧振子，它

4、吸收或者發(fā)射電磁輻射能量時，不是過去經(jīng)典物理認為的那樣可以連續(xù)的吸收或發(fā)射能量，而是以與振子的頻率成正比的普朗克黑體輻射公式空腔壁上的帶電諧振子吸收或發(fā)射能量應為01236瑞利-金斯公式12345普朗克公式的理論曲線實驗值****************例3設有一音叉尖端的質(zhì)量為0.050kg，將其頻率調(diào)到，振幅.求（2）當量子數(shù)由增加到時，振幅的變化是多少？（1）尖端振動的量子數(shù)；解（1）基元能量（2）在宏觀范圍內(nèi)，能量量子化的效應是極不明顯的，即宏觀物體的能量完全可視作是連續(xù)的.