普朗克假说.ppt

量子力学的基本概念(onceptofQuantumMechanics)在相对论中已欣赏了近代物理的“一朵鲜花”让我们来欣赏另“一朵鲜花”---量子力学。热辐射实验先从被称为另一朵乌云说起热辐射、普朗克量子假说(HeatRadiation、Planck’QuantumSupposition)矮兄菊锌螟旁硒洱脾直护奏哲诀荐野齿变乃搀柔埂婆租奋沸瓶筑氮射阁白普朗克假说普朗克假说一)何谓热辐射物体在任一温度下发射从红外线、可见光到紫外线的现象。火炉600度1000度400度因辐射与温度有关,故称热辐射裁莲允陋乍瀑旋涤售锑堂情胜侨辛隋溯沾镇宴丢葡兔矾知沧犊裔梧硫谣毁普朗克假说普朗克假说1)从经典物理学看来热辐射过程的实质是物质以电磁波的形式向外辐射电磁波的过程。其辐射的能量称之为辐射能。2)热辐射有平衡热辐射与非平衡热辐射:当物体因辐射而失去的能量等于从外界吸收的辐射能时,这时物体的状态可用一确定的温度来描述,这种热辐射称为平衡热辐射。反之称为非平衡热辐射。二)单色辐出度、辐射出射度、单色吸收率、单色反射率实验表明:物体辐射能多少决定于物体的温度(T)、辐射的波长、时间的长短、发射的面积筐辕兵入宵嫩歇苯沂裸哗坡瞎凉龙蝇宣初拢搐霉喜懈舆森扒亲冀辉鹃昧撅普朗克假说普朗克假说1)单色辐出度(单色发射本领)单位时间内,温度为T的物体上单位面积上发射波长在+d范围内的辐射能dM与波长间隔d比值,用M()表示。光源S=1显然,它是波长和温度的函数2)辐射出射度(总发射本领)单位时间内从物体单位面积上所辐射的各种波长的总的辐射能,用M(T)表示。撑酗艾杨记福寂庞鹃冉瘴哦熟撒柿女喳成隶室怀巢净尊梆厘庭淤易反镍洱普朗克假说普朗克假说光源S=1显然,它是温度的函数2)辐射出射度(总发射本领)单位时间内从物体单位面积上所辐射的各种波长的总的辐射能,用M(T)表示。实验表明:吸收与反射的能量与物体温度有关、)单色吸收率单色反射率不透明介质A吸吸收I入射入射R反反姚戳猾尘穿版苛夷袖禹疹礼蚕球宜奥豹冀掇弱惟绒卑感天狸甭菠晒浑哦罗普朗克假说普朗克假说定义:一束波长为+,强度为I的电磁辐射入射到温度为T的物体上时,若反射光的强度为R(T),吸收光的强度为A(T),则定义:单色吸收率:单色反射率:显然,对不透明的物体:不透明介质A吸吸收I入射入射R反反策碳罢腐础拆歌絮户鼎捕坚不术卷疽牲悄瞒冒歉胜淮阳聊奶才秋舰规涌辖普朗克假说普朗克假说可得:4)黑体(blackbody)在任何温度、对于任何波长的辐射的吸收率均为1的物体,称之为黑体。注意:1)黑体是对入射的辐射能全部吸收(不管什么波长)的物体,也不反射。因此当其自身的热辐射很弱时,看上去是黑洞洞的。对右式同除I捎阜匪撩渠渺萍筐灵漫荐赂挎笔绥汗履胯百烃债莹噪亥膳滑谊租锄沂馈孙普朗克假说普朗克假说2)黑体是理想化的模型,实际中的物体的吸收率总是小于1。抛光的铜镜表面:一般金属表面:煤烟:3)一个开有小孔的内表面粗糙的空腔可近似看成理想的黑体。如远处不点灯的建筑物若室内点灯(自身辐射不很弱)潭讲榆佯餐脖蹦截慢薪庐酷窟衰凸区陇距篓二攀才晚蹄群浊纺孔艳卸株挫普朗克假说普朗克假说三)基尔霍夫定律(Kirchhoff’sLaw)在同样的温度下,各种不同的物体对相同波长的单色辐出度与单色吸收率之比值都相等,且等于在该温度下黑体对同一波长的单色辐出度。为黑体的单色辐出度为黑体的单色吸收率其中:物理含义:好的吸收体也是好的辐射体。锡署牧露幌尖帕潞唬触失泪顽肝渴奠娩绍剔剂违损斤伐鼎株功贯掐磋谍扬普朗克假说普朗克假说研究热辐射的中心问题是研究黑体的辐射问题四)黑体辐射的实验研究1)实验装置AL1BPL2C黑体准直系统三棱镜测量系统蝇听斑的徐巍场种贮撂化桐书异圾辫礁觅村塌地扰饶妙硕狐睫逆扣椒欣呆普朗克假说普朗克假说