第八章量子光学1、2、3.ppt

*第八章光的量子性§8-1热辐射基尔霍夫定律§8-2黑体的经典辐射定律§8-3普朗克辐射公式能量子§8-4光电效应§8-5爱因斯坦的光量子假设§8-6康普顿效应§8-7波粒二象性第八章光的量子性§8-1热辐射基尔霍夫定律一、几种不同形式的辐射第一种，所谓“发光”。①光致发光：靠外来或其它辐射而使之发光的过程。②场致发光：由电场作用引起的辐射过程。③阴极发光：通过电子轰击引起固体产生辐射。④化学发光：物质内部发生化学变化而引起的辐射。第二种，热辐射或称温度辐射。热辐射谱的特点：①是连续光谱。②光谱性质与温度有关。二、辐射出射度与吸收比1、辐射出射度在单位时间内，从物体单位面积向各个方向所发射的频率在ν到ν+Δν范围内的辐射能量dw与ν和T有关。是ν和T的函数，称单色辐射出射度(单色辐出度)。物理意义：从温度为T的物体表面单位面积发出的、频率在ν附近的单位频率间隔内的辐射功率。单位：在某一温度T下，物体单位面积向各方向发出的包括各种波长的总辐射功率——称物体的辐射出射度(简称辐出度)：仅是温度的函数2、吸收比辐射通量照射在物体表面上，有反射或散射、吸收、透射。在内，照射到温度为T的单位面积物体上的辐射能，单位面积上所吸收的辐射能定义：称该物体的吸收比三、基尔霍夫定律在一定温度下，物体对频率ν的单色辐射出射度与该物体在该温度下的吸收比之比与物体的性质无关。称普适函数§8-2黑体的经典辐射定律一、黑体能够在任何温度下吸收辐射来的所有电磁辐射能的物体称绝对黑体，简称黑体（理想物体）。吸收比与频率和温度无关。绝对黑体的单色辐射出射度就是普适函数研究绝对黑体的单色辐射出射度就成为研究热辐射的关键。二、斯忒藩定律和维恩定律单位时间内单位面积辐射的所有波长的总能量仅取决于温度。物义：曲线下面积斯忒藩在1879年通过实验得到：称斯忒藩—玻尔兹曼定律是普适常数，称斯—玻常数。曲线最大值（峰值）对应的波长与温度T有关系：维恩位移定律三、黑体的经典辐射理论1、维恩公式1893年，用热力学的方法导出了绝对黑体的单色辐射出射度表达式：增加一些特殊假设后：C1、C2是常数，在短波方面与实验曲线符合得很好。2、瑞利——金斯公式1900年瑞利和金斯把能量均分定理应用到电磁辐射能量密度按频率分布的情况中。辐射场看成是一些驻波，每一列驻波的平均能量都为KT，与频率无关。——称瑞利—金斯公式长波方向(区域)和实验曲线吻合，称之为发散困难，或“紫外灾难”。经典理论在短波端的失败，***