14黑体辐射课件.ppt

康普顿正在操纵X射线光谱仪 康普顿研究了X射线经物质散射的实验 进一步证实了爱因斯坦的光子概念。 1923年— 康普顿效应——光的微粒说 康普顿效应——光的微粒说 自由电子 ? ?0 (1) 入射光子与外层电子弹性碰撞 外层电子受原子核束缚较弱, 近似自由. 碰撞时光子损失能量，波长改变. 康普顿效应的量子解释 康普顿效应的量子解释: 能量、动量守恒 光子质量远小于原子，碰撞时光子不损失能量，波长不变。 ?0 ?0 内层电子被紧束缚，光子相当于和整个原子发生碰撞。 原子 康普顿效应的量子解释 (2) 入射光子与内层电子弹性碰撞 康普顿效应的量子解释: 能量、动量守恒 光子和电子作弹性碰撞的结果 1、若光子和外层电子相碰撞，光子有一部分能量传给电子, 光子的能量减少，因此频率变小，波长变长。 2、若光子和内层电子相碰撞时，碰撞前后光子能量几乎不变，故波长有不变的成分。 3、因为碰撞中交换的能量和碰撞的角度有关，所以波长改变和散射角有关。 康普顿效应的量子解释 康普顿效应的量子解释: 能量、动量守恒 波长不变的散射线 波长变大的散射线 光子 外层电子 内层电子 康普顿的X射线实验室 对证实康普顿效应作出了重要贡献 在康普顿的一本著作中曾19处提到吴有训 吴有训 1927 康普顿效应——光的微粒说 光电效应和康普顿效应都包含有电子与光子的相互 作用过程，对此，在以下几种理解中，正确的是( ) 两种效应中电子与光子两者组成的系统都服从动 量守恒定律和能量守恒定律． (B) 两种效应都相当于电子与光子的弹性碰撞过程． (C) 两种效应都属于电子吸收光子的过程． (D) 光电效应是吸收光子的过程，而康普顿效应则相 当于光子和电子的弹性碰撞过程．　 例 作业本P29 一. 1、2、3 二. 1、7 三. 1 、2、5 量子理论的三大先驱 玻尔15 爱因斯坦21 普朗克42 1905年 1913年 1900年 量子概念 何谓热辐射 物体在任一温度下发射从红外线、可见光到 紫外线的λ连续的电磁波。 物体在任一温度下发射从红外线、可见光到 紫外线的λ连续的电磁波。 作者姓名：安宏 工作单位：大连大学物理科学与技术学院 联系方式：电话-0411 邮箱-wlxanhong@163.com 素材来源 教学大纲 教学日历 教师简介 使用教材 教辅资料 德国物理学家，量子物理学的开创者和奠基人，1918年诺贝尔物理学奖金的获得者。 　 普朗克的伟大成就，就是创立了量子理论，这是物理学史上的一次巨大变革。从此结束了经典物理学一统天下的局面。 　 1900年，普朗克抛弃了能量是连续的传统经典物理观念，导出了与实验完全符合的黑体辐射经验公式。在理论上导出这个公式，必须假设物质辐射的能量是不连续的，只能是某一个最小能量的整数倍。普朗克把这一最小能量单位称为“能量子”。普朗克的假设解决了黑体辐射的理论困难。普朗克还进一步提出了能量子与频率成正比的观点，并引入了普朗克常数h。量子理论现已成为现代理论和实验的不可缺少的基本理论。 普朗克由于创立了量子理论而获得了诺贝尔奖金。? 普朗克 Max Karl Ernst Ludwig Planck ( 1858―1947) 二、黑体辐射实验定律 单色反射率 ——对一定波长的波，单位时间、单位 面积上反射能与入射能之比 单色吸收率 ——对一定波长的波，单位时间、单位 面积上吸收能与入射能之比 绝对黑体（黑体）——在任何温度下，对任何波长的辐射能 的吸收率恒为1的物体。 黑体模型 不透明的材料制成带小孔的的空腔,可近似看作黑体。 研究黑体辐射的规律是了解一般物体热辐射性质的基础。 1、斯忒藩——玻耳兹曼定律： 一定温度下,黑体的辐出度与黑体的绝对温度四次方成正比，即 2、维恩位移公式： 黑体辐射的峰值波长随着温度的增加而向着短波方向移动。 b为常数 σ为常数 三、普朗克量子假设 黑体辐射实验是物理学晴朗天空中 一朵令人不安的乌云。 1900年普朗克为得到与实验曲线相符的公式，提出 （1）黑体腔壁中的电子的振动可看作是一维谐振子，这些谐振子可以发射和吸收辐射能。