黑体辐射普朗克能量子假设.ppt

第一节黑体辐射普朗克能量子假设/量子物理引言到十九世纪末期,物理学各个分支的发展都已日臻完善,并不断取得新的成就。首先在牛顿力学基础上,哈密顿和拉格朗日等人建立起来的分析力学,几乎达到无懈可击的地步,特别是十九世纪中期,海王星的发现充分表明了牛顿力学是完美无缺的。其次,通过克劳修斯、玻耳兹曼和吉布斯等人的巨大努力,建立了体系完整而又严密的热力学和统计力学,并且应用越来越广泛。§、法拉第和麦克斯韦等人对电磁现象进行的深入而系统的研究,为电动力学奠定了坚实的基础,特别是由麦克斯韦的电磁场方程组预言了电磁波的存在,随即被赫兹的实验所证实。后来又把牛顿、惠更斯和菲涅耳所建立的光学也纳入了电动力学的范畴,更是一项辉煌的成就。因此当时许多著名的物理学家都认为物理学的基本规律都已被发现,今后的任务只是把物理学的基本规律应用到各种具体问题上,并用来说明各种新的实验事实而已。§:“在已经基本建成的科学大厦中,后辈物理学家只需要做一些零星的修补工作就行了”,不过他还不愧为一名确有远见卓识的物理学家,因为他接着又指出:“但是在物理晴朗天空的远处,还有两朵小小令人不安的乌云”,即运用当时的物理学理论所无法正确解释的两个实验现象,一个是热辐射现象中的紫外灾难,§--莫雷实验,正是这两朵小小的乌云,冲破了经典物理学的束缚,打消了当时绝大多数物理学家的盲目乐观情绪,为后来建立近代物理学的理论基础作出了贡献。事实上还有第三朵小小的乌云,这就是放射性现象的发现,它有力地表明了原子不是构成物质的基本单元,原子也是可以分割的。所有这些实验结果都是经典物理学无法解释的,它们使经典物理处于十分困难境地,为摆脱这种困境,有一些思想敏锐§,在二十世纪初期,建立起了近代物理的两大支柱------量子论和相对论,并在这个基础上又建立起以研究原子的结构、性质及其运动规律为目的的原子物理学,后来又进一步发展,相继建立起原子核物理学和基本粒子物理学,这些内容统称为量子物理学。§、几个概念任何物体在任何温度下都要发射各种波长的电磁波,这种由于物质中的分子、原子受到热激发而发射电磁波的现象为热辐射。固体、液体在任何温度下都要辐射电磁波。注意①.深色物体比浅色物体吸收和发射电磁波能力大。§、几个概念/描写物体辐射本领的物理量。类似于波强。②.物体在某个频率范围内发射电磁波能力越大,则它吸收该频率范围内电磁波能力也越大。,单位时间内从物体表面单位面积上波长在附近单位波长间隔内辐射出的能量。§、几个概念/。表示在温度T时单位时间内、单位面积整个波长范围内的辐射出能量。已知物体在T时各种波长的单色辐出度,可求出温度为T时单位时间单位面积的总辐射能量。§、几个概念/二、黑体辐射物体具有向四周辐射能量的本领,又有吸收外界辐射来的能量,一般物体只能将一部分能量吸收另一部分反射出去。,黑体只是一种理想的模型。碳黑可近似看作黑体。灰体、透明体。§、黑体辐射/