光(辐射)的波粒二象性1浅析.ppt

* * 第六部分 量子物理 量子概念 爱因斯坦.玻尔.德布罗意.玻恩. 海森伯.薛定谔.狄拉克等 完整量子力学理论 量子力学 宏观领域 经典力学 (1900 年普朗克) (20 世纪 30 年代) 判断：水珠移动?不动？ 第一节 热辐射 第二十章 光（辐射）的波粒二象性 核心内容： 黑体热辐射引发能量量子化的创新性假设？ 一．基本概念 1．热辐射 物体 温度 电磁波 能量 热辐射谱 2.连续谱 1.与温度有关 温度? 发射的能量? 电磁波的短波成分? 如一个20瓦的白炽灯和一个200瓦的白炽灯 昏黄色 特亮 刺眼 影响辐射能量的因素: 温度 面积 时间 波长 辐射功率： 与表面状态有关 斯特藩1879年总结 公式有局限性？ 未涉及与波长的关系 S大小影响对不同辐射源的比较 2. 平衡辐射（理想模型 ） 辐射能量 = 吸收能量 (1)单色辐出度 单色光 单位面积, 附近 单位波长范围 电磁波功率 得考虑引进描述热辐射的新物理量？ 涉及波长；消除S影响 黄色面积计算？ 意义？ 单位面积 各种波长 电磁波功率和 (2)总辐出度 例:钨丝 2800K 室温 3. 平衡辐射时的吸收与反射（非透明体） (1)单色吸收率 (2)单色反射率 小结： 二．基尔霍夫辐射定律（1859） 1．实验发现 任何物体处于平衡辐射时 2．数学表达式 公共的普适函数 3．实验描述 判断：水珠移动?不动？ 4.普适函数 找 ? 物体研究？ 黑体? 任何温度下 完全吸收 各种频率光 对黑体 : 三．如何设计实验测绝对黑体辐射 1. 理想模型 小孔即绝对黑体 会聚透镜 空腔A(黑体) 小孔 平行光管B1 棱镜P 热电偶 2. 测量 B2 测定黑体辐出度的实验简图 3.实验曲线 (3)峰值波长 (1)连续谱 (2) (4) 曲线下面积即为M ，随T单调增加。 4.实验规律 (1)斯特藩－波尔兹曼定律（1879－1884） (2)维恩位移定律（1893） 热象图(温度分布) 四.普朗克的能量子假设 1．经典理论推导 (1)维恩公式（1896） (2)瑞利－金斯公式(1890） 2．普朗克的工作（1895—1900） （1）内插法： （2）能量子假设 核心思想：能量量子化 (不连续)! 3.能量子假设的意义. (1)解决了困难. (2)量子论的诞生 0 1 2 3 6 瑞利 - 金斯公式 1 2 3 4 5 实验值 * * * * * * * * * * * * * * * * 普朗克公式的理论曲线 紫外灾难 普朗克公式在整个频段与实验符合较好