文档介绍：第十二章
量子物理
爱因斯坦
朗之万
洛仑兹
居里夫人
普朗克
狄拉克
薛定谔
玻尔
玻恩
康普顿
泡利
海森伯
埃伦费斯特
德拜
布喇格
一张集中地球上三分之一智慧的照片
1911年,第一届索尔维会议在布鲁塞尔召开,每3年举行一届。1927年第五次索尔维会议的主题是[电子和光子]。上面照片就是与会者的合影。在这29人中,有17人获得过或者后来获得了诺贝尔奖。
在本章学习中,我们会逐一熟悉他们的名字:
爱因斯坦、居里夫人、薛定谔、普朗克、朗之万、洛仑兹、德拜、亨利、布喇格、玻恩、康普敦、泡利、玻尔、狄拉克……
量子概念是1900年普朗克首先提出的,距今已有一百多年的历史。其间经过爱因斯坦等许多物理大师的创新努力,到20世纪30年代,建立了一套完整的[量子力学]理论,和[相对论]一起构成了近代物理的两大理论基础。
简介
本节主要内容
§12-1 热辐射普朗克的量子假设
1
了解热辐射的两条实验定律
2
经典理论遇到的困难
3
理解普朗克量子假设
一、热辐射现象
热辐射:物体在任何温度下都在发射各种波长的电磁波。这种由于物体中的分子、原子受激发而发射电磁波的现象称为热辐射。所辐射电磁波的特征仅与温度有关。
基本特征:辐射的电磁波谱与温度密切相关,热辐射规律非常复杂。为了研究热辐射规律,引入理想模型。
绝对黑体: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,则称该物体为绝对黑体,简称黑体。
不透明的空腔材料制挖出的小孔,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。
当光波射进入小孔后,每次与内壁发生反射被内壁吸收一部分能量,因此经过多次反射透过小孔的光就所剩无几了。假如每次反射被吸收10%,那么经过100次反射透过小孔的电磁辐射仅为入射的()100=-5
二、黑体模型
黑体模型
三、热辐射的基本概念
单位时间内从物体单位表面积发出的频率在 v 附近单位频率区间内的电磁波的能量。
(1)单色辐射出射度
或
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。
(2)辐射出射度
或
四、黑体辐射实验规律(根据实验得出黑体辐射的两条定律)
①斯特藩—玻耳兹曼定律
黑体的单色辐出度与绝对温度四次方成正比:
总辐出度
②维恩位移定律
( 为峰值波长)
问题:如何从理论上找到符合实验曲线的函数式?
1700K
1500K
1300K
1100K
绝对黑体单色辐出度实验曲线
这个公式与实验曲线波长短处符合得很好,
但在波长很长处与实验曲线相差较大。
瑞利—金斯公式在波长很长处与实验曲线比较相近,但在短波区相差很大,称之为“紫外灾难”。
维恩
瑞利
五、经典物理的困难
维恩经验公式
瑞利--金斯公式