第25章初期量子论.ppt

量子力学简介早期量子论微观世界运动规律的重大实验发现量子力学基础微观世界运动规律的基本描述方法黑体热辐射普朗克能量子假说的玻尔氢原子量子理论的氢原子光谱光电效应爱因斯坦光量子理论的早期量子论及其实验基础康普顿效应光子电子光的量子性的更有力证明碰撞本章内容黑体辐射与普朗克量子假设光电效应与爱因斯坦光量子论康普顿效应与光的波粒二像性波尔的氢原子理论第一节黑体热辐射black-bodyheatradiation黑体热辐射普朗克能量子假说的热辐射一、黑体热辐射任何物体在任何温度下都能辐射电磁波物体辐射能量的多少辐射能量按波长的分布一定时间内与物体的温度有关这种与温度有关的辐射称为热辐射定性图述先定性粗略描述某铁球单位时间单位面积发射的辐射能随铁球的温度变化其辐射能按波长的分布情况亦发生变化炽热状态温度逐渐下降l可见光红外线紫外线波长曲线覆盖面积示意单位时间、单位面积发射的各种波长的总辐射能续上来自物体的辐射能通常是很复杂的外来各种波长的辐射能反射吸收自身辐射TT都随物而异我们研究的对象是物体自身辐射能量的波长分布与物体温度的关系实际上很难找到只辐射而没有任何反射的物体黑体实验模型黑体的实验模型开一小孔通过小孔进入腔内的辐射能几乎全被腔壁吸收反射回小孔出射的机会极少,小孔表面好比黑体(吸收全部入射的辐射能而无反射)对空腔加热至某热平衡温度对空腔加热至某热平衡温度从小孔表面出射的就是处于某一热平衡温度的T实验黑体的辐射能,进而探索其能谱分布规律。不透明材料空腔不透明材料空腔T黑体辐射测量二、黑体热辐射的实验规律黑体热辐射测量系统示意图Tl3l2l1黑体(小孔表面)分光元件会聚透镜探头集光透镜平行光管光强波长分光元件(如棱镜或光栅等)将不同波长的辐射按一定的角度关系分开,转动探测系统测量不同波长辐射的强度分布。再推算出黑体的辐射能力按波长的分布特性。O至记录仪单色辐出度lO描述黑体热辐射的主要物理量dMl()T黑体单位时间单位面积l+ll~d在微区域的辐射能温度为时,Tlldlld+Ml()T单色辐出度lddMl()T黑体的Ml()T08dlM()T即曲线覆盖的总面积辐出度黑体的