15-1黑体辐射普朗克能量子假设课件.ppt

第十五章 量子物理 15-1 黑体辐射 普朗克能量子假设 物理学 第五版 量子概念是 1900 年普朗克首先提出，距今已有一百多年的历史. 其间，经过爱因斯坦、玻尔、德布罗意、玻恩、海森伯、薛定谔、狄拉克等许多物理大师的创新努力，到 20 世纪 30 年代，就建立了一套完整的量子力学理论. 量子力学 宏观领域 经典力学 现代物理的理论基础 量子力学相 对 论 量子力学 微观世界的理论 起源于对波粒二相性的认识 一 热辐射 1 热辐射的基本概念和基本定律 （1）单色辐射出射度 单位时间内从物体单位表面积发出的频率在 附近单位频率区间内的电磁波的能量. 单位： 单位： （2）辐射出射度 单位时间，单位面积上所辐射出的各种频率（或各种波长）的电磁波的能量总和. o 2 4 6 8 10 12 2 12 10 4 6 8 太阳 钨丝 可见光区 太阳 钨丝 钨丝和太阳的单色辐出度曲线 入射 吸收 反射 透射 （3）单色吸收比和单色反射比 单色吸收比??(T ) ： 在波长 到 范围内吸收的能量与入射的能量之比. 对于不透明物体 ??(T ) + r?(T )=1 入射 吸收 反射 透射 在波长 到 范围内反射的能量与入射能量之比. 单色反射比r?(T ) ： （4）黑体 黑体是理想模型 若物体在任何温度下，对任何波长的辐 射能的吸收比都等于1， 则称此物体为黑体. 任何物体单色辐出度 M?(T ) 和单色吸收比 ??(T )之比，等于同一温度 T 时的绝对黑体对同一波长的单色辐出度MB(? ,T ) , 即 （5） 基尔霍夫定律 通俗地讲，好的吸收体是好的辐射体. O 1000 2000 0.5 可见光区 3000K 6000K 黑体单色辐出度的实验曲线 1.0 二 黑体辐射的实验规律 1 斯特藩 — 玻尔兹曼定律 斯特藩—玻尔兹曼常量 总辐出度 式中 O 1000 2000 1.0 可见光区 3000K 6000K 0.5 4 维恩位移定律 常量 峰值波长 O 1000 2000 1.0 可见光区 3000K 6000K 0.5 解 （1）由维恩位移定律 例1（1）温度为 的黑体，其单色辐出度的峰值所对应的波长是多少？(2)太阳的单色辐出度的峰值波长 ，试由此估算太阳表面的温度.（3）以上两辐出度之比为多少？ （2） （3）由斯特藩—玻尔兹曼定律 由维恩位移定律 三 瑞利—金斯公式 经典物理的困难 O 1 2 3 6 2 4 瑞利 - 金斯公式 实验曲线 * * * * * * * * * * * * * * * * 瑞利 - 金斯公式 紫外灾难 普朗克（1858-1947） 德国理论物理学家，量子论的 奠基人. 1900年他在德国物理学 会上，宣读了以《关于正常光谱 中能量分布定律的理论》为题的 论文. 劳厄称这一 天是“量子论的 诞生日”.量子论 和相对论构成了近代物理学的研究 基础.