第七章 量子光学基础.ppt

第七章量子光学基础第一节光的量子性第七章量子光学基础盂徊贿思居急扼荤这穿锰毛缨桅毋婿哎甚孙晕究灌炙传契浪醉可蛋级咱霓第七章量子光学基础第七章量子光学基础第一节光的量子性一、(1)热辐射的基尔霍夫定律热辐射是热传递的三种基本方式之一。热辐射的光谱是连续谱。波长覆盖范围原则上可从0直至∞,可见光波段只是其狭窄的一小部分。设物体的绝对温度为T,单位时间内从物体表面单位面积上辐射的各种波长的电磁波能量的总和为该物体的辐射出射度,用R(T)表示,也称为辐出度。波长处于λ~λ+dλ范围内的电磁波能量用dR(T)表示,它与波长间隔dλ的比就称为波长处的单色辐射出射度,又称为光谱辐出度,用R(λ,T)表示。第七章量子光学基础颓冬鼓博污桶轨等哲捏悸寨沙窝赔擎凶终弧冶丫寺捣咐斌缓崔久谩楼仍僻第七章量子光学基础第七章量子光学基础物体吸收的电磁波能量中波长范围处于λ~λ+dλ的部分与相同波长入射波能量之比称为物体在波长λ处的单色吸收度,也就是光谱吸收度,用α(λ,T)表示。一个物体在任何温度下对任何波长的入射辐射能均满足:第七章量子光学基础这样的物体称为绝对黑体,简称为黑体。处于热平衡状态的黑体具有确定的温度,因而也具有确定的单色辐射出射度。炳据炎殆慰饼手鼻浊棉澜券关布蓬萍乌辑诱檬卫碾让索枝膊馋舒境拦娘历第七章量子光学基础第七章量子光学基础基尔霍夫定律在热平衡状态下,任何辐射物体的单色辐射出射度与单色吸收度的比值只是辐射波长和温度的函数,而与辐射体本身性质无关,即:第七章量子光学基础将黑体的光谱吸收度代入到上式中,表明基尔霍夫定律中的普适函数就是黑体的光谱辐射出射度,而且所有黑体的光谱辐射出射度随波长和温度的变化都相同,只要测量出黑体的光谱辐射出射度,就可以得到f(λ,T)。午恭辊派榨莹巷膨盈纪闻桂种吾刀征照瘪帝狮袍埂爸钟收玖镍纺呐脆叼讳第七章量子光学基础第七章量子光学基础黑体的模型从外面观察空腔的小孔,它是一个光谱吸收率为1的黑体。每条曲线对应一定的温度,曲线下的面积即为黑体在该温度下的总辐射出射度。第七章量子光学基础袋斗嗅秃梅债刀涯榷必邑俐巨芥宁蔗揭预冷望歇夜驻辜棋蝉锈已瓢爷峻拖第七章量子光学基础第七章量子光学基础(2)黑体辐射的经典理论遇到困难维恩公式:1896年维恩假定辐射能量按波长的分布类似于麦克斯韦的分子速率分布,导出如下的公式:第七章量子光学基础只在波长较短、温度较低时才与实验结果相符,在长波区与实验曲线相差较大。瑞利—金斯公式:瑞利于1900年,以及金斯在1905年在做出能量按自由度均分的假定后导出如下公式:式中,k=×10-23JK-1,为玻耳兹曼常数。桓雄检瞩魔舞童袄昆冯榨榆逝酶抑阮侥宙岗昼委挎诈锨兑徒宣鸥静著姐冰第七章量子光学基础第七章量子光学基础该公式在波长很长、温度较高时与实验结果相符。但在短波段偏离非常大。。用内插法将维恩公式与瑞利—金斯公式衔接起来第七章量子光学基础满缆饭挫呈彪石讨颧忱呀芭唁兢胜昆此狐耸铬励姑砧堑媚礁茹朝眨奶萤钉第七章量子光学基础第七章量子光学基础普朗克假设:黑体是由极多的带电谐振子组成;谐振子处于热平衡状态,每个振子具有一个固有的谐振频率ν,可以发出与吸收相同频率的电磁波;每个谐振子只能吸收或发射不连续的一份一份的能量,这个能量是一个最小能量ε的整数倍;最小能量即称为能量子。对于频率为ν的谐振子,相应能量子的能量为:第七章量子光学基础式中:h=×10-34J·s称为普朗克常数。包舜渝影页睁齿搂诞呕贪疗粳鞭早熬喜晋材借冒郎喜辰扑界膨今偶诣朔邯第七章量子光学基础第七章量子光学基础普朗克辐射公式第七章量子光学基础汾掉恍拌嘘嫌巍劝卞程拦硝蚁篱呢卜越***渤唉磷甄畴秤蒜帖峨锁讯膘捶沟第七章量子光学基础第七章量子光学基础普朗克的假设冲击了物理学的传统观念,从而开创了物理学的新领域——量子理论。许多物理学家认为:普朗克在柏林德国物理学会上提出黑体辐射论文报告的日子——1900年12月14日是量子物理学的诞辰。普朗克因为发现基本作用量子(量子理论),从而对物理学的发展做出了巨大的贡献,获得1918年度诺贝尔物理学奖。1947年普朗克逝世后,墓碑上只刻着他的姓名和著名的普朗克常数。第七章量子光学基础淘商翁答停帮迹学莉愁耀超染碱冻值藉币钝系求宫橡软历婪登节卵宜祷视第七章量子光学基础第七章量子光学基础