大学物理——韩永胜——15第十五章量子物理基础.pdf

第十五章 量子物理基础 第十五章 量子物理基础 本章重点 黑体辐射光电效应康普顿散射 波尔氢原子理论 不确定关系 物质波 一维定态薛定谔方程 氢原子的四个量子数 微观世界的量子化效应 中国药科大学物理教研室（Phys. Dept. C.P.U. ） 中国药科大学物理教研室（Phys. Dept. C.P.U. ） 19世纪末，物理学理论已发展到“相当完善”的阶段， 几乎一切低速宏观物理现象都可以得到圆满的解释。 正当物理学家们为经典物理学所取得的辉煌成就而踌 躇满志之际，人们又发现了一些新的物理现象，这些 现象涉及物质内部的微观过程，如黑体辐射、光电效 应等。 在解释这些新的物理现象时，经典物理遇到了不可克 服的困难，因此迫使人们去探索新的物理概念、理 论。正是这些新的概念和理论，构成了现代物理学的 基石。 1900年普朗克提出能量量子化的假说，揭开了本世纪物理学革命的序幕， 为物理学找到了一个新的概念基础。 1905年爱因斯坦提出了光量子假说，进一步发展了能量量子化的思想。 1913年玻尔创造性地把量子概念应用到原子模型。 中国药科大学物理教研室（Phys. Dept. C.P.U. ） 中国药科大学物理教研室（Phys. Dept. C.P.U. ） §15.1 热辐射普朗克能量子假设 热辐射现象 ★一切物体都以电磁波的形式向外辐射能量，这样的 能量叫做辐射能（radiation energy ）。 高空飞机彩色红外照片 高空飞机自然彩色照片 中国药科大学物理教研室（Phys. Dept. C.P.U. ） 中国药科大学物理教研室（Phys. Dept. C.P.U. ） 中国药科大学物理教研室（Phys. Dept. C.P.U. ） 中国药科大学物理教研室（Phys. Dept. C.P.U. ） ★辐射能的大小及能量按波长的分布与物体温度有关， 故将这种辐射称为热辐射(thermal radiation ) 。 ★物体在辐射能量的同时， 也从外界吸收辐射能。在某 恒定温度下吸收的能量等于 T 辐射的能量，达到平衡，形 成平衡热辐射。 中国药科大学物理教研室（Phys. Dept. C.P.U. ） 中国药科大学物理教研室（Phys. Dept. C.P.U. ） 基尔霍夫定律 单色辐出度 单色辐出度 单色辐出度 在单位时间内从物体表面单位面积上辐射的、波长在 →+d 内的能量为dM ，单色辐出度M 定义为：   dM M T M  T   ( ) ( , ) d  （总）辐出度 （总）辐出度 （总）辐出度 在一定温度下，物体在单位时间、单位面积上辐射的各 种波长的辐射能之和称辐射出射度：