物理量子物理课件 15-1黑体辐射 普朗克能量子假设.ppt

* 普朗克——能量子解释黑体辐射； 爱因斯坦——光量子解释光电效应； 玻尔——能级解释原子核式模型与氢光谱； 德布罗意——提出实物粒子的波粒二象性； 海森伯、薛定谔、玻恩、狄拉克——量子理论。 量子力学相 对 论 现代物理的理论基础 量子力学 宏观领域 经典力学 15-1 黑体辐射 普朗克能量子假设 15-2 光电效应 光的波粒二象性 15-3 康普顿效应 15-4 氢原子的玻尔理论 15-6 德布罗意波 实物粒子的二象性 15-7 不确定关系 15-8 量子力学简介 第十五章 量子物理 15-1 黑体辐射 普朗克能量子假设 15-2 光电效应 光的波粒二象性 15-3 康普顿效应 15-4 氢原子的玻尔理论 15-6 德布罗意波 实物粒子的二象性 15-7 不确定关系 15-8 量子力学简介 第十五章 量子物理 一 黑体 黑体辐射 1 热辐射 实验证明不同温度下物体能发出不同波长的电磁波——其能量按波长分布曲线随温度而变化. 温度↑ ??辐射的能量↑ ?? 电磁波的短波成分↑ 如:在炉中加热的铁块 温度↑: 暗红色 橙色 黄白色 青白色 ?? 2 单色辐射出射度 单位时间内从温度为 T 物体单位表面积发出的频率在 附近单位频率区间（或波长在 附近单位波长区间）的电磁波的能量 . 单色辐射出射度 单位： 单色辐射出射度 单位： 若单位时间内从温度为T 的物体单位表面发出的波长在λ—λ+dλ 范围的电磁波的能量为dMλ: 3 辐射出射度(辐出度) 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. 0 2 4 6 8 10 12 钨丝和太阳的单色辐出度曲线 2 12 10 4 6 8 太阳 可见光区 钨丝（5800K） 太阳 （5800K） 钨丝 2 单色辐射出射度 单位时间内从温度为 T 物体单位表面积发出的频率在 附近单位频率区间（或波长在 附近单位波长区间）的电磁波的能量 . 单色辐射出射度 单位： 单色辐射出射度 单位： 若单位时间内从温度为T 的物体单位表面发出的波长在λ—λ+dλ 范围的电磁波的能量为dMλ: 3 辐射出射度(辐出度) 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. 0 2 4 6 8 10 12 钨丝和太阳的单色辐出度曲线 2 12 10 4 6 8 太阳 可见光区 钨丝（5800K） 太阳 （5800K） 钨丝 单位： 实验表明 辐射能力越强的物体，其吸收能力也越强. 4 黑体 能完全吸收照射到它上面的各种频率的电磁辐射的物体称为黑体 .（黑体是理想模型） 0 1000 2000 1.0 0.5 二 斯特藩 — 玻尔兹曼定律 维恩位移定律 可见光区 3000K 6000K （1）斯特藩—玻尔兹曼定律 斯特藩—玻尔兹曼常量 （2）维恩位移定律 常量 峰值波长 0 1000 2000 1.0 0.5 二 斯特藩 — 玻尔兹曼定律 维恩位移定律 可见光区 3000K 6000K （1）斯特藩—玻尔兹曼定律 （2）维恩位移定律 斯特藩-玻尔兹曼定律和维恩位移定律是黑体辐射的基本定律，现代广泛应用于高温测量、遥感、红外追踪等。 解（1） 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？ （3）由斯特藩 - 玻耳兹曼定律 （2） 0 1000 2000 1.0 0.5 可见光区 3000K 6000K （1）斯特藩—玻尔兹曼定律 （2）维恩位移定律 0 1000 2000 1.0 0.5 可见光区 3000K 6000K 1 维恩公式 2 瑞利 - 金斯公式 三 黑体辐射的瑞利—金斯公式 经典物理的困难 0 1 2 3 6 1 2 3 4 5 瑞利 - 金斯公式 实验曲线 * * * * * * * * * * * * * * * * 紫外灾难 瑞